聚山梨醇酯-81

化妆品成分科学评估报告：聚山梨醇酯-81

1. 基础信息 & 来源

INCI名称与化学标识

聚山梨醇酯-81 (Polysorbate 81)

• CAS号： 9005-65-6
• 化学分类： 非离子表面活性剂/乳化剂
• 分子式： C₆₄H₁₂₄O₂₆ (典型结构)
• 分子量： 约 1310 g/mol (平均值)

来源与生产

通过以下化学反应合成：

• 1. 山梨醇脱水生成山梨醇酐
• 2. 油酸与山梨醇酐酯化形成失水山梨醇油酸酯
• 3. 乙氧基化反应：与约 5-6 摩尔环氧乙烷加成聚合 (依据：国际化妆品原料词典)

2. 皮肤作用机制与宣称功效

主要功能为配方辅助剂，其作用机制与功效如下表所示：

宣称功效	作用机制	科学证据强度	关键发现简述	起效浓度范围
乳化稳定	降低油水界面张力，形成稳定胶束结构	充分证实	HLB值≈10，适合O/W型乳液 (参考：表面化学研究)	0.5-5%
增溶作用	疏水内核包封油溶性成分形成胶束	充分证实	有效增溶香精、精油及脂溶性维生素	0.1-3%
"提升活性物渗透"	暂时改变角质层脂质排列	理论推测	体外模型显示温和促渗作用，但临床证据不足 (来源：J. Cosmet. Sci. 2004)	-
"改善肤感"	降低配方黏腻感，增加铺展性	经验证实	感官评价显示降低油性残留感 (依据：配方经验数据)	0.3-2%

详细作用机制说明：

作为非离子表面活性剂，其亲水性的聚氧乙烯链（约5-6 EO单位）与亲油性的油酸长链形成两亲结构。在乳液中，分子定向排列于油水界面，亲油端插入油相，亲水端伸入水相，显著降低界面张力（可降至1-10 mN/m）。形成的胶束粒径通常在10-100nm之间，通过空间位阻和静电斥力维持乳液稳定性 (参考：Colloids and Surfaces A, 2018)。

3. 核心化学成分剖析

化合物类别	代表物质	基本性质
主结构	聚氧乙烯(5)失水山梨醇油酸酯	• 黄色至琥珀色粘稠液体 • 密度：1.06-1.10 g/cm³ • 酸值：≤2 mg KOH/g
亲水基团	聚乙二醇链 (PEG-5)	• 亲水-亲油平衡值(HLB)：10±1 • 水溶性：可分散于水
疏水基团	油酸(C18:1)链	• 碘值：65-75 g I₂/100g • 皂化值：96-104 mg KOH/g
副产物/杂质	• 游离聚乙二醇 • 未反应脂肪酸 • 二噁烷(痕量)	• 游离PEG含量：<10% • 1,4-二噁烷残留：≤10ppm (依据：ICH Q3C标准)

4. 配方应用与协同效应

应用类型

• 乳液/面霜： 初级或辅助乳化剂（O/W型）
• 清洁产品： 增溶剂（卸妆油/水）
• 防晒产品： 有机防晒剂分散剂
• 精华液： 活性成分增溶载体

协同成分

• 乳化协同： 鲸蜡硬脂醇、硬脂酸甘油酯
• 增溶增效： 聚山梨醇酯-20、乙基己基甘油
• 稳定性提升： 丁二醇、戊二醇
• 感官优化： 环戊硅氧烷、异十二烷

配伍禁忌

• 高浓度电解质（>1%）导致盐析
• 强阳离子表面活性剂（产生沉淀）
• pH <3 或 >11 可能引起水解 (参考：J. Soc. Cosmet. Chem. 1985)

5. 安全性与适用性

安全评估

• CIR评级： 安全 (最高浓度25%) (依据：CIR 2016最终报告)
• 皮肤刺激性： 轻微（兔模型测试：0.5/8.0）
• 致敏性： 极低（人体重复损伤斑贴试验阴性）
• 眼刺激性： 中度（需避免入眼）

适用人群与注意事项

• 推荐： 正常至干性皮肤
• 谨慎使用：
  • 受损皮肤屏障（可能增强刺激物渗透）
  • 油性易痘肌肤（含油酸可能致痘风险）
• 禁忌： 已知对PEG化合物过敏者

法规状态

• 中国《已使用化妆品原料目录》收录
• 欧盟化妆品法规(EC) No 1223/2009 批准
• FDA 21CFR 172.515 许可用于食品（类比安全性）

6. 市场定位与消费者认知

产品定位

• 中端至大众化妆品
• 宣称"天然来源"的合成乳化剂（实际为半合成）
• 替代传统矿物油基乳化剂

消费者认知特点

• 认知度： 低（非营销焦点成分）
• 常见误解：
  • 与硅油混淆（名称相似）
  • 误认为保湿活性物
• Clean Beauty争议： 部分清单排除PEG类物质 (来源：EWG 2023数据库)

7. 总结与展望

技术优势

• 优异的低温稳定性（凝点-15℃）
• 宽pH兼容性（3-10）
• 生物降解性优于烷基酚乙氧基化物

局限性

• 增稠能力较弱需复配
• 可能降低某些防腐剂效力
• 氧化稳定性有限（碘值较高）

研究趋势

• 纳米乳液载体系统优化 (近期体外研究显示潜力)
• 与天然乳化剂（卵磷脂/皂苷）复配技术
• 低杂质合成工艺开发（二噁烷控制）

专家建议

作为经典非离子乳化剂，在配方中推荐使用浓度1-3%，需注意：

• 避免与强离子性成分直接混合
• 敏感肌产品建议浓度≤1.5%
• 需添加抗氧化剂（如0.1%生育酚）防止酸败