卡波姆

化妆品成分科学报告：卡波姆（Carbomer）

1. 基础信息 & 来源

INCI名称与分子特性

INCI名称： Carbomer

CAS号： 9007-20-9

化学类别： 交联聚丙烯酸高分子聚合物

来源与生产

卡波姆通过丙烯酸（Acrylic Acid）自由基聚合反应合成，关键步骤包括：

• 聚合介质： 苯/环己烷混合溶剂中的悬浮聚合
• 交联剂： 烯丙基季戊四醇或蔗糖烯丙醚
• 中和剂： 氢氧化钠/三乙醇胺形成凝胶网络

全球主要供应商：Lubrizol（Carbopol®系列）、诺力昂（Pemulen®）、克莱恩（Synthalen®）(来源：聚合物工业白皮书，2023)

2. 皮肤作用机制与宣称功效

核心物理作用机制

卡波姆通过氢键与范德华力形成三维网络结构：

• 中和后羧基电离（-COO⁻），分子链伸展形成水合凝胶
• 网络孔径：10-100nm（取决于交联度和分子量）
• 触变特性：剪切力作用下粘度可逆下降(依据：流变学研究，J. Cosmet. Sci. 2018)

功效与科学证据对照表

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
增稠/悬浮稳定	三维网络包裹颗粒/液滴，抵抗沉降	★★★★★	0.2%浓度可悬浮密度≤3g/cm³的颗粒(Langmuir 2020)	0.1-1.0%
改善肤感	剪切变稀特性实现顺滑铺展	★★★★☆	动态粘度下降率＞90%（剪切率10→1000s⁻¹）(Int J Cosmet Sci 2019)	0.1-0.5%
缓释载体	网络孔径控制活性物扩散速率	★★★☆☆	维C透皮速率降低40%（vs 溶液）(体外扩散模型)	0.3-0.8%
"保湿修护屏障"	间接通过配方锁水实现	★★☆☆☆	无直接证据影响角质层脂质排列(注：此宣称依赖配方整体设计)	-

3. 核心化学成分剖析

化合物类别	代表物质	基本性质	功能差异
卡波姆均聚物	Carbopol 940/980	高分子量（＞3×10⁶ Da）	高透明度，快速增稠
卡波姆共聚物	Carbopol Ultrez 21	C10-30烷基丙烯酸酯交联	耐电解质，低温稳定
乳化型聚合物	Pemulen TR-2	亲油性高分子乳化剂	自乳化，减少传统乳化剂用量

关键化学参数

• 中和度： pH 5.5-7.0时达到最大粘度（中和剂：NaOH/TEA）
• 残留单体： 丙烯酸单体≤10ppm（符合ICH Q3C）(CIR报告要求)
• 交联密度： 0.5-2.0%决定凝胶弹性模量

4. 配方应用与协同效应

应用类型与浓度

• 凝胶基质： 0.5-1.2%（透明质酸协同增稠）
• 乳液稳定： 0.1-0.4%（与鲸蜡硬脂醇协同）
• 悬浮体系： 0.3-0.8%（防晒剂/Zinc Oxide）

协同增效组合

• 粘度增强： + 羟乙基纤维素（协同粘度↑40%）
• 电解质耐受： + 丙烯酸羟乙酯共聚物
• 肤感调节： + 硅弹性体（降低粘腻感）

配伍禁忌

• 阳离子冲突： 遇季铵盐（如苯扎氯铵）产生沉淀
• 强酸环境： pH＜4.5时失去粘度
• 多价离子： Ca²⁺/Mg²⁺＞0.1%导致絮凝

5. 安全性与适用性

安全评估结论

• CIR评级： 1（安全）最高使用浓度5%(CIR Final Report 2020)
• 致敏率： ＜0.3%（欧盟化妆品不良反应数据库）
• 眼刺激性： 未中和状态可能引起角膜损伤

适用人群注意

• 痘肌： 高浓度（＞1%）可能堵塞毛囊口
• 敏感肌： 需监控中和剂（TEA可能致敏）
• 修复期皮肤： 优选低交联度型号（如Carbopol Ultrez 10）

6. 市场定位与消费者认知

市场现状

• 全球市场占比：化妆品增稠剂份额＞65%(Grand View Research 2023)
• 宣称趋势："无硅油增稠"（替代聚二甲基硅氧烷）

消费者认知误区

• "卡波姆致痘" → 实际取决于配方整体设计
• "天然有机替代品更安全" → 黄原胶等天然胶体微生物风险更高

7. 总结与展望

技术优势总结

• 无可替代的流变控制精度
• 配方兼容性广（pH 5.5-10稳定）
• 冷配工艺优势（节能生产）

未来研究方向

• 智能响应型： pH/温度双敏感聚合物开发
• 生物降解改进： 引入酯键的可降解卡波姆
• 精准递送： 纳米级网络调控活性物释放动力学

应用前景

在透明配方（如精华、冻膜）及无水化妆品中持续占据核心地位，新型乳化聚合物（如Pemulen™）将拓展其在防晒/彩妆领域的应用边界。