聚丙二醇-20

化妆品成分专业分析报告：聚丙二醇-20 (PPG-20)

1. 基础信息 & 来源

INCI名称

聚丙二醇-20 (PPG-20)

化学分类

聚醚类高分子聚合物 (Polyether polyol)

来源与生产

• 合成路径：环氧丙烷在碱性催化剂作用下开环聚合，通过控制聚合度获得目标分子量
• 原料纯度：化妆品级通常含微量未反应单体（<1%）及催化剂残留
• 主要生产商：BASF、Dow Chemical、INEOS Oxide等石化企业

基本物理性质

• 形态：透明粘稠液体至半固体（随温度变化）
• 分子量范围：≈1200 g/mol（n≈20）
• 溶解性：亲水性（HLB≈8-10），与水、醇类混溶，部分溶解于极性油酯
• 粘度：20°C时约200-300 mPa·s

2. 皮肤作用机制与宣称功效

宣称功效	作用机制	科学证据强度	关键研究发现简述	起效浓度范围
溶剂载体	通过氢键作用增溶水不溶性活性物，提高配方稳定性	充分证实	体外研究显示可提升视黄醇溶解度达300% (J Cosmet Sci, 2015)	3-15%
粘度调节	分子链缠结形成瞬态网络结构，增加体系零剪切粘度	充分证实	流变学研究证实浓度>5%时显著改变体系粘弹性 (Int J Cosmet Sci, 2018)	2-10%
辅助促渗	暂时性扰动角质层脂质排列，增加亲脂性物质穿透	初步证据	离体皮肤模型显示与丙二醇联用时咖啡因渗透量增加27%* *注：需更多人体试验验证	5-8%
"深层保湿"	通过吸湿性降低TEWL（经皮水分流失）	厂商宣称	缺乏独立临床研究支持其优于甘油的保湿效果* *注：主要作为辅助保湿剂	-

3. 核心化学成分剖析

化合物类别	代表物质	基本性质	功能角色
主聚合物链	聚氧丙烯醚	平均20个PO单元，末端羟基	骨架结构提供粘度与溶解性
微量残留物	1,2-丙二醇 环氧丙烷	未反应单体（<0.1%）	可能影响皮肤耐受性
氧化副产物	醛类化合物	长期储存可能生成（ppm级）	潜在致敏源

关键结构特征

• 分子式：HO(C₃H₆O)_nH (n≈20)
• 拓扑结构：线性聚合物，随机立构（无规旋光性）
• 端基化学：伯羟基（反应活性位点）

4. 配方应用与协同效应

主要应用类型

• 精华/安瓶：活性物载体（5-15%）
• 卸妆产品：增稠水相（3-8%）
• 防晒乳液：改善二氧化钛分散性（4-7%）
• 无水配方：极性添加剂（8-12%）

协同增效组合

• + 甘油/丁二醇：降低冰点，提高低温稳定性
• + 丙烯酸类增稠剂：协同增稠（粘度提升40-60%）
• + 硅弹性体：改善铺展性与丝滑感

配伍禁忌

• 阳离子表活：高浓度可能发生盐析
• 强氧化剂：可能导致链断裂降解

5. 安全性与适用性

安全评估结论

• CIR评级：安全（最高使用浓度50%）(CIR Final Report, 2011)
• 致敏性：极低（HRIPT测试阴性）(Dermatitis, 2014)
• 眼刺激性：轻度（兔眼测试可逆性刺激）

适用人群注意

• 痤疮肌肤：安全（非致粉刺性，comedogenic rating=0）
• 敏感肌：建议<8%（高浓度可能产生短暂灼热感）
• 孕妇/哺乳期：无系统毒性担忧（分子量>500 Da难透皮）

潜在风险因素

• 杂质控制：环氧丙烷残留需<1 ppm（IARC 2B类致癌物）
• 氧化稳定性：建议配方添加0.05-0.1% BHT抗氧化剂

6. 市场定位与消费者认知

产品定位

• 经济型至中端：成本约为甘油2-3倍，比PEG类低30%
• 宣称趋势：多标为"溶剂"或"稠度调节剂"，较少主动营销

消费者认知误区

• 名称混淆：常被误认为与PEG类相关（实际为不同化学家族）
• "丙二醇恐惧症"：因名称相似被错误关联至丙二醇争议(需成分教育)

市场占比

• 欧洲市场使用率：约32%的乳液类产品含PPG-20(Cosmetics Europe 2022)
• 清洁类产品渗透率最高（卸妆水/啫喱达68%）

7. 总结与展望

技术优势总结

• 多功能性：溶剂/粘度调节/分散三重功能
• 稳定性：耐电解质优于纤维素类增稠剂
• 配伍广度：兼容pH范围3-11

局限性

• 肤感限制：高浓度可能产生粘腻残留感
• 可持续性挑战：化石原料来源（生物基PPG研发中）

未来研究方向

• 结构修饰：开发末端封端型PPG降低吸湿性
• 绿色化学：生物发酵法生产可再生PPG单体
• 递送系统：作为液晶前体构建智能释放载体

专家建议

作为配方"幕后工作者"，PPG-20在5-10%浓度区间展现出最佳技术效益/风险比。建议与天然聚合物（如黄原胶）复配以平衡可持续性需求，并在产品说明中明确标注其功能定位，避免消费者误解。