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牙膏磨擦劑常用粉體類型及其性能特點(二) |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2015-07-14 11:51:16 瀏覽次數: |
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常用的幾種磨擦劑的性能磨擦劑是牙膏中起清潔作用的主要成分。目前, 磨擦劑的種類主要有CaCO3 、SiO2 、CaHPO4 ·2H2O 、Al2O3 等。多數情況下,對磨擦劑的選擇應考慮下列因素。清潔功能與對牙齒的磨損應該全面考慮磨擦劑的硬度、大小、形狀和含量,確保有效清潔的同時不磨損牙齒。成本由于磨擦劑在牙膏中的含量很高,通常占牙膏的20%~50%,所以對牙膏的成本有著很大的影響。在磨擦劑中,天然CaCO3 最為便宜,尤其在中國,這一礦藏十分豐富。而人工合成的沉淀型(球狀)二氧化硅則成本最高。
不同國家和地區,不同消費水平的使用者的要求也有差異, 這對于牙膏配方設計者來說,應在確?;举|量要求的條件下,盡量做到功能和經濟成本綜合平衡,以滿足不同消費層次的需要。
1 磷酸氫鈣(CaHPO4·2H2O)
磷酸氫鈣二水化合物是牙膏常用的軟性磨擦劑之一。這類牙膏接近中性,膏體外觀光澤度好、對口腔粘膜的刺激性小、口感好。磷酸氫鈣的硬度較低,有適當的潔齒力而不損牙齒,對牙齒表面有較好的刨光性。如果應用不當, 也會產生副作用,如牙膏日久增稠結粒,膏基滲水分離。但一支穩定的磷酸氫鈣牙膏可以存放5 年以上而不變質。
用作磨擦劑的其它磷酸鈣鹽類還包括:二水合磷酸氫鈣CaHPO4·2H2O(DCPD),無水磷酸氫鈣CaHPO4(DCP),磷酸三鈣Ca3 (PO4)2(TCP),焦磷酸鈣Ca2P4O7(CPP)。
2 二氧化硅(SiO2)
二氧化硅呈化學惰性,與牙膏中氟化物和其他藥物相容性極好,與其他原料配伍性亦好,是近年來發展較快的磨擦劑。其折射率與液相的折射率一致時,膏體便呈透明狀態。此外它還具有吸收口腔粘液質的功能。
二氧化硅的結構和粒度用工藝條件加以控制,從而控制了SiO2 的磨擦值,這樣既可保證了牙膏的潔齒力,又不傷牙釉質。
二氧化硅是開發透明牙膏的獨特磨料,因SiO2折射率為1.46 左右, 與甘油、山梨醇的折射率(1.47 、1.46)近似,因此,牙膏組分利用固相和液相的折射率相似而使其膏基呈透明狀態。它與其他磨料配伍,膏基可呈半透明狀態,這是國內外相繼開發的牙膏新品種。彩條牙膏也是利用這個原理開發而成的。
二氧化硅的制造工藝路線很多,以沉淀法最經濟,故該法是常用的制造工藝。在130 ℃溫度下加壓水化生成水玻璃溶液(泡化堿),將它與硫酸(H2SO4)反應生成水合二氧化硅沉淀物。沉淀物經真空吸濾和連續洗滌后,在噴霧干燥器中干燥,經氣流粉碎到所需粒度后包裝而成。
2.3 α-氧化鋁(a -Al2O3·3H2O)
氫氧化鋁又稱氧化鋁三水化合物,也是較好的牙膏磨擦劑,它質量穩定,磨擦值適宜,堿性比碳酸鈣低,外觀潔白,口感好,對氟化物有較好的相容性,價格比磷酸氫鈣低,是制造藥物牙膏較理想的磨擦劑。使用時應注意選擇粒度大小。它的結晶為三水鋁礦型,莫氏硬度2.5~3.5 ?,F已有三水合氧化鋁作研磨劑的牙膏出售。三水合氧化鋁對氟化物的反應活性較水合二氧化硅強,但較碳酸鈣弱。它可與單氟磷酸鈉配伍使用,具有抗齲齒性能。要注意pH 值調節和鋁管的復合涂層問題可克服三水合氧化鋁對鋁管的腐蝕作用。
牙膏選用α-氫氧化鋁是國際上公認的軟性磨料之一,它磨擦值適中,磨蝕系數較低,不傷牙釉質,化學性穩定,兩性特點能與藥物有較佳的配伍性。與氟化物配伍,一般在一年內能保持氟相容度達50 %以上,國產α-氫氧化鋁是經過國際檢測通過的。
2.4 碳酸鈣(CaCO3)
碳酸鈣是普通類牙膏的常用磨擦劑,因它資源豐富且價格較低。碳酸鈣是有效的研磨劑,但不會在牙齒表面產生良好的光澤。如果碳酸鈣的粒度超過20um,會在牙釉表面產生劃傷痕跡。最好的補償辦法是與研磨作用稍低的磷酸鹽配伍使用。由于碳酸鈣與氟化物高的反應活性限制了它在氟化鈉牙膏中的使用。
牙膏用碳酸鈣分沉淀碳酸鈣和天然碳酸鈣兩種,國內用于牙膏的天然碳酸鈣有方解石和白云石。方解石取自天然礦石,一般均在石灰礦中,它的純度很高,碳酸鈣含量在98 %以上,礦石色澤較白,雜質較少(若含微量的鐵、錳等雜質則礦石呈淡黃或淡灰色,若含少量碳酸鎂則礦石呈乳白色),有玻璃光澤。方解石屬三方晶系,相對密度為2.6~2.8 , 莫氏硬度為5,磨擦值1240,磨蝕系數為0.012,對牙釉質有磨損現象。礦石經過精選、水洗晾干后送入球磨機進行粉碎,細度要達到400 目以上, 即平均粒度6um ,再過篩包裝而成。
白云石粉它的主要成分為CaMg(CO2)2 和CaCO3,粉碎到400 目以上亦可作牙膏磨擦劑,它的磨擦值比方解石粉低,白度在94~96 ,天然資料豐富,也是廉價原料,它的生產工藝與質量標準可參照方解石粉。
市售的沉淀碳酸鈣品種很多,改變沉淀條件可制得不同密度和結晶形態的產物。常見的兩種晶型是霰石型(正交晶系)和方解石型(菱形晶系), 粒度大小一般為2~20um,莫氏硬度3.0 。
2.5 其它磨擦劑
目前一些主要的制造商推薦了幾種碳酸氫鈉產品,其中大多數都含有水合二氧化硅。水合二氧化硅的作用很可能是減少碳酸氫鈉的用量, 用作流變性控制劑,并使配方呈半透明,以達到理想的含碳酸氫鹽“凝膠”產品。
硅酸鋁鎂(Vegcum 系列)和硅酸鎂鈉(LaponiteXLG 或XLS)也用于透明牙膏中作為磨擦劑和流變性調節,兩者屬凝膠型磨擦劑。一些有機聚合物粉末, 如三聚氰胺-甲醛共聚物、聚苯乙烯、聚乙烯和聚甲基丙烯酸酯類等可用作潔齒制品的磨擦劑。一些有機聚合物粉末已在美容化妝品的礦磨膏中應用多年,制造工藝較成熟,可制成特定大小,粒度分布均勻、不同形狀的粉末。在牙膏制品的使用時,應進行更嚴格的毒理學評價,且聚合介質溶劑也有待改進(殘留溶劑的毒性)。這類磨擦劑是很有發展前景的。
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