（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）牙膏的基本功能是清潔牙齒, 而這種作用主要是通過(guò)磨擦劑來(lái)實(shí)現的, 磨擦劑在牙膏配方中占45%～55%。多年來(lái), 我國牙膏行業(yè)習慣以磨擦劑類(lèi)型區分牙膏配方結構, 國際上通常使用4種磨擦劑(磷酸氫鈣、二氧化硅、碳酸鈣、氫氧化鋁)。
美國牙膏配方中使用磷酸氫鈣和二氧化硅的占97 %, 在我國則多數使用碳酸鈣。目前, 業(yè)內普遍認為牙膏配方中使用二氧化硅和磷酸氫鈣作為磨擦劑是比較理想的, 由于我國碳酸鈣資源豐富, 質(zhì)量尚可, 用于生產(chǎn)牙膏成本低, 適合于當前中國的消費水平。但從發(fā)展的角度來(lái)看, 我國還要積極開(kāi)發(fā)磷酸氫鈣、二氧化硅等磨擦劑, 加強和改進(jìn)牙膏的配方, 同時(shí)也要考慮我國幅員廣大、人口眾多的國情, 應滿(mǎn)足城市和農村不同層次消費者的不同需求。
以下將磨擦劑的物理化學(xué)特性和幾種常用磨擦劑的性能做一綜述。
1 磨擦劑的物理化學(xué)特性
在刷牙過(guò)程中牙膏磨擦性是機械清除牙齒污漬的重要因素之一。為了達到良好的清潔效果而不損傷牙齒和牙齦, 我們應該從清潔與安全兩個(gè)方面來(lái)考慮。
首先, 牙膏的磨擦性與其清潔效果不一定成正比, 當磨擦性超過(guò)一臨界值后, 并不能進(jìn)一步提高清潔效果;其次, 牙齒污漬或牙菌斑的硬度遠小于牙齒本身, 按硬度可排列為:牙釉質(zhì)>牙本質(zhì)>菌斑和軟垢, 因此牙膏的磨擦性應可以清除菌斑和污漬而不損傷牙齒硬組織。同時(shí)應該指出的是, 如果牙膏中磨擦劑的磨擦性過(guò)低(RDA 值<50)是達不到有效的清潔效果的。
牙膏中磨擦劑的形狀、大小、硬度和含量是決定牙膏磨擦性的主要因素。磨擦劑顆粒應有適當的硬度, 細度均勻, 溶解度小, 化學(xué)性穩定, 外觀(guān)潔白, 無(wú)異味, 口感舒適, 完全無(wú)毒。
1.1 磨擦劑的顆粒硬度
硬度是材料的一種機械性質(zhì), 表示材料抵抗其他物質(zhì)刻劃壓入其表面的能力。刷牙時(shí)就是借助牙刷的壓力, 將磨擦劑壓入軟垢、菌斑和牙結石中以破碎污垢的。理想的牙膏磨擦劑應是不太硬的, 但又能磨除沾污的牙菌斑。硬度一般以莫氏硬度表示,在莫氏硬度標中, 云母為1 , 金剛石為10 , 牙釉質(zhì)為4～5 , 牙骨質(zhì)、牙本質(zhì)為2～2.5 。
磨擦劑的硬度只是選擇磨擦劑的因素之一, 不能獨立地只將莫氏硬度值作為磨擦劑的相對耐磨性的依據, 還必須要考慮磨擦劑的形態(tài)和濃度。確定選用某種磨擦劑后, 需在配方中進(jìn)行驗證, 要滿(mǎn)足既能清除牙菌斑, 又能盡量減少對牙釉質(zhì)和牙骨質(zhì)的損傷的要求。在中國有80%以上的成年人有牙齦萎縮、牙頸部暴露現象, 這就需要使用更加細膩柔軟的磨擦劑。
1.2 磨擦劑顆粒的大小
磨擦劑顆粒的大小對產(chǎn)品功能、安全性和外觀(guān)都有很大的影響。粒徑在30um 或30um 以上時(shí)在口腔中就會(huì )有砂礫感覺(jué), 一般消費者接受的磨擦劑的平均粒徑為3～12um。除顆粒大小外, 顆粒大小的分布和均勻性也是磨擦劑的重要指標。粒度適宜制成的牙膏光滑細膩、口感舒適;粒度過(guò)細(如小于1um)牙膏架試時(shí), 會(huì )有返粗現象發(fā)生, 即過(guò)細磨擦劑顆粒由于布朗運動(dòng)的關(guān)系而起絮凝。
1.3 磨擦劑顆粒的形狀
有人曾對國內外最常用的三種磨擦劑的結晶顆粒進(jìn)行了超微結構的研究, 發(fā)現碳酸鈣(Calcium Carbonate)的結晶顆粒大多為方菱形, 多為小于90°的銳角, 磨擦時(shí)對牙面損傷較強, 有劃痕。氫氧化鋁(aluminumhydroxide)的結晶大多呈六角形, 角度鈍, 多為大于120°的鈍角, 磨擦牙面時(shí)損傷就較小。二氧化硅(silicon dioxide)的結晶形態(tài)大多為圓的充滿(mǎn)小空隙的蜂窩狀聚合顆粒, 接觸牙面時(shí)顆?？煞稚? 與牙面污物接觸面積增大, 故去污效果好, 同時(shí)不損傷牙面。
1.4 磨擦劑的溶解度
磨擦劑不溶于水, 這是其化學(xué)穩定的一個(gè)重要指標。近年來(lái), 由于牙膏使用具有治療作用的活性物不斷增加, 要求作為主要組分的磨擦劑具有更高的化學(xué)惰性, 才可能配制出穩定的產(chǎn)品。
1.5 磨擦劑的磨擦值
使用牙膏在刷牙時(shí)可造成牙齒的磨損, 美國口腔醫學(xué)會(huì )齒科療法委員會(huì )指出:“牙膏含有磨擦劑不應該超過(guò)其足以保持潔齒程度, 除去那些容易附著(zhù)的菌斑、牙石、色漬等牙垢的限度, 應該防止牙釉表面磨損與發(fā)暗現象。”因此, 磨擦劑必須控制磨擦力,以求達到清潔牙齒而不損傷牙齒的目的。
1.6 磨擦劑的磨擦韌性
韌性(Toughness)可看作是磨擦劑在使用時(shí)的耐壓能力。近年來(lái)牙膏磨擦劑的韌性、磨擦劑顆粒的團聚控制已成為配方研究中日益重要的問(wèn)題。沉降型二氧化硅是極好的磨擦劑, 由于它是無(wú)定形、易散碎和較軟的粒子, 因而是較有發(fā)展前途的理想的潔齒磨擦劑。
1.7 磨擦劑的成分匹配
其中最重要的是與氟的匹配。氟化鈉一直被認為是最好的氟源, 而含氟牙膏中最早使用的磨擦劑是含鈣磨擦劑, 比如碳酸鈣和磷酸氫鈣等。由于鈣可與氟生成沉淀, 而使具有防蛀功效的游離氟大大降低。直到70年代后期, 隨二氧化硅技術(shù)的成熟,磨擦劑匹配問(wèn)題才得以解決。在氟化鈉和二氧化硅系統中氟離子可完全釋放, 達到了更好的防蛀功效。磨擦劑與氟的匹配性依次是:SiO2 >CaHPO4·2H2O >CaCO3 。另外, 磨擦劑與香味劑和與化學(xué)抑菌成份的匹配也十分重要。
1.8 磨擦劑的分類(lèi)
常用的高端磨擦劑有磷酸氫鈣、沉淀型二氧化硅、水合氧化鋁、焦磷酸鈣等。這種磨擦劑的磨擦力適中, 而且與氟化物的相容性較好。上述物料如經(jīng)精制, 細度可達膠粒程度, 制成的牙膏潔白、穩定、光滑、細膩、磨擦力溫和, 但成本較高。常用的普通磨擦劑有輕質(zhì)碳酸鈣(CO2與石灰乳反應制得)、重質(zhì)碳酸鈣(天然方解石磨成或純堿與氯化鈣于沸騰溶液中制得)、碳酸鎂等。其中重質(zhì)碳酸鈣磨擦力強, 輕質(zhì)碳酸鈣比重較小, 是制做普通乙級品的主要原料。
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