保湿材料在化妆品中的作用是维持或增加皮肤角质层 的水含量，改善因角质层缺水导致的皮肤干燥及由此产生的 发痒、脱屑等临床症状。保湿剂按其来源可分为天然保湿剂 和合成保湿剂[1〜3]。目前在化妆品中最常见的是合成保湿剂 甘油，其吸湿性能显著，保湿性能一般，作为保湿产品还存在 一定不足。因而开发研究性能优异的保湿剂是材料学、化妆 品学、皮肤医学等领域的热门课题。从天然物质中提取的具 有营养和保湿双重性能的天然保湿剂符合保湿剂的发展趋 势。而天然多糖正是一类不可多得的天然保湿材料。将多糖 作为保湿剂研究已经有一些报导[3,4]，但将几种多糖一起作 为研究对象进行比较的还不多。本文选用魔芋葡甘聚糖、羧 甲基纤维素钠、壳聚糖、海藻酸钠等几种常见天然多糖作为 原料，对其吸湿和保湿性能进行了初步研究，以期为进一步 开发利用提供一些基本数据。

1 实验

1.1原料与仪器

原料：羧甲基纤维素钠，分析纯，天津巴斯夫化工有限公

司；海藻酸钠，化学纯，中国医药集团上海化学试剂公司；壳 聚糖，生化试剂，脱乙酰度>90%，上海伯奥生物科技有限公 司；魔芋葡甘聚糖，生化试剂，湖北恩施宏业公司；甘油，分析 纯，湖北化工科技开发公司。所有试样使用前均于50°C真空 干燥48h。

仪器:热重分析仪，WRT-2P，上海精密科学仪器有限公

司。

1.2测试方法 1.2.1吸湿实验

温度为20C时，在干燥器底部加入饱和盐溶液如选用 硫酸铜、氯化铵、氯化钙从而控制干燥器内的相对湿度Rel- ativehumidity，RH)分别为 98%、84%、32%[2,4]。然后精确称 取1g左右试样放入直径为25mm的结晶皿中，将其分别放 入相对湿度恒定的干燥器内，进行吸湿实验，每隔24h将结 晶皿取出沉重，由式1)计算吸湿率：

吸湿率(Moisture absorption): ^1-XI00% (1)

式中:叫为试样放置前质量,叫为放置n天后质量。 

1.2.2保湿实验

温度为20°C时，在干燥器底部盛有200g经干燥过的变 色硅胶，然后放入完成吸湿实验的样品进行保湿实验。每隔 24h将结晶皿取出称重，由式2)计算保湿率：

保湿率 Moisture retention)=X100%( 2)

H〇

式中：H。为试样含水质量，Hn为放置n天后试样含水质量。 1.2.3试样的TGA测试

将已吸水达到饱和的样品取出进行TG测定，扫描温度 范围为30〜180C,升温速率为10C/min。

2结果与讨论

2.1 吸湿性能

图I a)是当相对湿度为98%时各样品的吸湿实验结果。 从图中可以看出，随着时间的延长，各样品的吸湿率逐渐增 加，而且最初24h内吸湿率增加的幅度要快些，但超过24h 后，魔芋葡甘聚糖、海藻酸钠和壳聚糖的吸湿率基本饱和，而 羧甲基纤维素钠和甘油继续增加，不过增加速率也逐渐变 缓。在168h时，各试样按照吸湿率从大到小的顺序依次为： 羧甲基纤维素钠 > 甘油 > 海藻酸钠 > 魔芋葡甘聚糖 > 壳聚 糖。其中，羧甲基纤维素钠与甘油的吸湿率要明显高于其它 样品。这可从其分子结构中看出，羧甲基纤维素钠分子中除 含有大量的-OH外，还含有亲水性更强的-COONa。甘油虽 为小分子，但1分子甘油中含有3个-OH，其亲水性也是很 强的。海藻酸钠分子中也有-COONa，因而其吸湿能力也很 高。而魔芋葡甘聚糖和壳聚糖分子结构中主要是-OH或 -NH2,故其吸湿性能相对要低些。

将图1 b)、图1 c)与图1 a)作比较，可以看出其吸湿 情况基本类似，但在同一时段时，各样品的吸收率不同。很明 显，湿度愈大，样品的吸湿率愈大。同时可以看出，样品的吸 湿率愈大，其吸湿率受湿度影响愈大，如对羧甲基纤维素钠 来说，当RH为98%、4%及42%时，吸湿率分别为 166.47%、0.14%及37.55%;而对魔芋葡甘聚糖来说，当RH 为98%、4%及42%时，吸湿率分别为21.59%、13.55%及 9.35%。此外还可以看出，在低湿度时见图1 c))，甘油的 吸湿率最终要高于羧甲基纤维素钠，而在高湿度时，几种天然保湿材料的吸湿和保湿性能研究则相反 (见图1 a)与图1 b))，这可能与甘油是小分子的缘故有关。 

 

 

024487296120144 168

t/h

 

100 ( b)RH 为 84%

 

024487296120144 168

t/h

1.羧甲基纤维素钠;2.甘油；3.海藻酸钠;4.魔芋葡甘聚糖;5.壳聚糖

 

 

图 1 当 RH 分别为98%、84%、32%时各样品的吸湿率(%)

Fig.1 The moisture absorption of samples at RH=32%、98%、84% 

 

图 2 不同样品的保湿率

Fig.2 The moisture retention of samples

从图2可以看出，各试样的保湿率按照从大到小的顺序 依次为：壳聚糖 > 魔芋葡甘聚糖 > 海藻酸钠 > 甘油 > 羧甲基 纤维素钠。其顺序与吸湿率顺序刚好相反，而且，在48h以前，

2.2 保湿性能

图 2 为各试样的保湿实验结果。

各试样的保湿率几乎持续减小，随后减小的趋势逐渐缓和。 因此采用48h进行保湿性能的初步筛选有一定的合理性。甘 油和羧甲基纤维素钠下降的速率远大于其它3种样品。可 见，有的吸湿剂虽然其吸湿能力强，但保湿能力却不一定强， 具体应用上应该综合考虑。

2.3各试样的热重分析

图3为样品的热重分析结果。从失重率和温度的曲线可 以看出，随着温度的升高，各样品的失重率加快，但温度升高 到一定的程度，各样品的失重率变缓。其中在90C左右，魔 芋葡甘聚糖、海藻酸钠、壳聚糖的失重率基本不再变化，而甘 油和羧甲基纤维素钠的失重率继续增加，在120C时这两种 样品的失重率曲线也趋于平缓。我们可以这样认为，在120 C以前，5种样品的失重率的变化主要是由于样品中的自由 态水分包括氢键缔合水）的失去引起的。如果继续升高温 度，则会引起分子内失水导致质量下降，这不是我们要考虑

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图5在40°C加热条件下反应20min和 12h所制备的纳米银的TEM图 Fig.5 TEM images of Ag colloids by heating at 40^ for 20 min and 12 h

3结论

在适量银晶种和CTAB表面活性剂存在条件下，在水 溶液中采用抗坏血酸还原AgN〇3，几种天然保湿材料的吸湿和保湿性能研究并经过50°C热处理一定 时间后可合成出单分散的银纳米立方体，其产率约为75%。 获得银纳米立方体的关键是控制反应体系中CTAB的浓 度、AgN〇3的还原反应速度、热处理温度和时间。只有充分 发挥CTAB表面活性剂分子对纳米银晶粒特定晶面的选择 性吸附作用，才有利于调节不同晶面的生长速度，从而实现 对晶粒形貌的可控调节。