羧甲基纤维素钙

羧甲基纤维素钙（Calcium Carboxymethyl Cellulose）全面科学评估报告

1. 基础信息 & 来源

INCI名称

Calcium Carboxymethyl Cellulose

化学分类

阴离子纤维素醚衍生物

来源与制备

通过两步化学反应制备：

• 原料来源：植物纤维素（木浆/棉绒）
• 碱化：纤维素 + NaOH → 碱纤维素
• 醚化：碱纤维素 + 氯乙酸钠 → 羧甲基纤维素钠
• 转化：羧甲基纤维素钠 + 钙盐 → 羧甲基纤维素钙

基本物理性质

• 外观：白色至类白色细粉末
• 溶解性：不溶于水及有机溶剂，在体液中形成凝胶
• 离子特性：钙盐形式提供阳离子耐受性

(依据：Handbook of Pharmaceutical Excipients, 8th ed.)

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
增稠/稳定	水合后形成三维网络结构增加体系粘度	充分证实	浓度0.5-2%即可显著提升粘度（流变学研究）	0.2-3%
悬浮/防沉降	凝胶网络包裹颗粒降低沉降速度	充分证实	在含锌氧化物配方中有效防止沉淀（稳定性测试）	0.5-2%
伤口敷料辅助	形成吸水性凝胶屏障	临床证据有限	体外模型显示促进渗出液吸收（需更多人体研究）	医用级产品
"深层保湿"	间接通过稳定保湿配方实现	厂商宣称	缺乏直接证据证明皮肤渗透或水合作用增强	-

(参考：International Journal of Cosmetic Science 2018; Cosmetic Science Technology)

3. 核心化学成分剖析

属性类别	关键特征	技术意义
化学结构	β(1→4)葡萄糖骨架，部分羟基被-CH2COO-Ca2+取代	取代度(DS=0.4-1.2)决定溶解性与粘度
分子量	50,000-500,000 Da	高分子量提供更高粘度
关键参数	取代度(DS)：0.7-0.9（化妆品级） 粒度分布：80%通过200目筛 灰分含量：15-25%（钙盐残留）	影响分散性及最终粘度
稳定性	pH耐受范围：5-10	避免强酸(pH<3)导致凝胶收缩

(依据：Cellulose Chemistry and Technology; EP 10.0 Monograph)

4. 配方应用与协同效应

主要应用类型

• 无水体系：粉底/散粉（防结块剂）
• 乳液/膏霜：稳定剂（O/W体系）
• 牙膏：摩擦剂悬浮介质
• 面膜：泥类成分悬浮

协同增效组合

• + 黄原胶：产生协同增稠效应（粘度提升3-5倍）
• + 膨润土：增强悬浮稳定性（静电相互作用）
• + 甘油：改善分散性（降低粉末聚集）

配方注意事项

• 分散关键：需预分散于甘油/丙二醇（防结团）
• 电解质敏感：高浓度盐类可能降低粘度
• 加热影响：高温可加速水合（60-70℃最佳）

(来源：Cosmetics & Toiletries杂志技术报告)

5. 安全性与适用性

安全评估

• CIR评级：安全（浓度≤5%）(CIR 2016最终报告)
• 致敏性：极低（无皮肤致敏报告）
• 眼刺激性：非刺激（OECD 405测试）

适用人群注意

• 敏感肌：适用（无已知不良反应）
• 痤疮肌：安全（非致粉刺性）
• 破损皮肤：医用级可用，化妆品级避免

法规状态

• 中国《化妆品安全技术规范》：允许使用
• EU/EC No 1223/2009：无限制
• FDA：21CFR182.1745（食品级许可）

6. 市场定位与消费者认知

产品定位

• 基础功能性原料：配方师"工具箱"成分
• 宣称重点："天然来源"、"清洁配方适用"
• 价格区间：中低端（$15-25/kg）

消费者认知特点

• 认知度低：90%消费者不了解其功能
• 营销误读：常被关联为"植物胶原蛋白"（不科学宣称）
• 清洁美容趋势：作为合成聚合物替代品受关注

市场数据

• 全球市场年增长率：4.2%（2021-2026）
• 主要供应商：Ashland, Daicel, DKS Co.

(来源：Grand View Research市场报告)

7. 总结与展望

核心价值总结

• 不可替代性：电解质耐受性优于钠盐形式
• 配方优势：无水体系唯一纤维素增稠选择
• 安全基石：数十年安全使用历史

技术局限性

• 透明度低于合成聚合物
• 高剪切下粘度损失（触变性有限）
• 批次间粘度差异可达±15%

未来发展方向

• 纳米化：提升分散效率（粒径<10μm）
• 功能修饰：接枝抗菌/抗氧化基团（实验室阶段）
• 可持续生产：生物酶法取代氯乙酸工艺

(参考：Green Chemistry期刊最新研究)