缓冲剂在牙膏中的应用

牙膏培训讲义内容改编

缓冲剂在牙膏中的应用

徐春生

（广州市倩采化妆品有限公司 510897）

摘要：提出了牙膏缓冲剂的定义、作用、选择要求，介绍了牙膏缓冲剂的几种常见类型。 关键词：牙膏缓冲剂，磷酸盐，碳酸盐，硅酸盐

1、定义

缓冲剂是指用于稳定牙膏膏体的PH值，以避免因磨擦剂离解而产生的出水、气胀现象的化学成分。

2、作用

牙膏是一个由固液相组成的悬浮胶体体系，每个成分都有特定的酸碱度，每个成分的稳定又需要特定的酸碱度环境，缓冲剂的使用必须要使牙膏膏体PH值始终控制在保持磨擦剂稳定的PH范围之内。

3、选择要求

为合理确定缓冲剂的种类和用量，需要对配方中固液相的PH值进行分析，并进行稳定性验证试验。

一般来说，牙膏缓冲剂的选择要求为：（1）按照磨擦剂类型来选择。（2）符合食品安全卫生标准，对人体正常功能无影响。（3）无色、无嗅、无异味。（4）与牙膏的其它组分配伍性良好。

4、常见的牙膏缓冲剂

4.1 磷酸盐

磷酸盐是应用范围最广的牙膏缓冲剂。碳酸钙型牙膏一般使用焦磷酸钠、磷酸氢钙作为缓冲剂。磷酸氢钙型牙膏一般使用焦磷酸钠作为缓冲剂。氢氧化铝型牙膏一般使用磷酸二氢钠、磷酸氢二钠作为缓冲剂。

4.1.1 焦磷酸钠

又名：磷酸四钠，分子式：Na4P2O7，分子量：265.90。外观为白色粉状或结晶。相对密度2.534，熔点880℃，沸点93.8℃，比重2.534。易溶于水，20℃时100g水中的溶解度为6.23，其水溶液呈碱性；不溶于醇。水溶液在70℃以下尚稳定，煮沸则水解成磷酸氢二钠。在干燥空气中风化，在100℃失去结晶水。在空气中易吸收水分而潮解。与碱土金属离子能生成络合物；与Ag+相遇时生成白色的焦磷酸银。

焦磷酸钠由磷酸氢二钠经熔融脱水而成无水焦磷酸钠，溶于水中结晶而制得。

日化工业用作牙膏添加剂，能与磷酸氢钙形成胶体并起到稳定作用，在食品工业中作为品质改良剂、乳化剂、缓冲剂、螯合剂等。

4.1.2 磷酸二氢钠

又名：磷酸一钠，一盐基磷酸钠，分子式：NaH2PO4，分子量：119.98。外观为无色结晶或白色结晶性粉末。无气味。热至100℃失去全部结晶水，灼热变成偏磷酸钠。易溶于水，几乎不溶于乙醇，其水溶液呈酸性。0.1mol/L水溶液在25℃时的pH为 4.5。相对密度 1.915。熔点 60℃。

磷酸二氢钠是由碳酸钠与磷酸在一定的PH值下反应或由磷酸氢二钠与一定比例的磷酸

反应制得。

磷酸二氢钠在食品工业中作为酸碱度调节剂使用。

4.1.3 磷酸氢二钠

别名 十二水磷酸二钠；分子式：Na2HPO4-12H2O，分子量： 358.14。外观为无色透明单斜系棱形晶体，相对密度1.52，在空气中易风化，极易失去五分子结晶水而形成七水物(Na2HPO4.7H2O）。可溶于水、不溶于醇。水溶液呈微碱性反应（0.1-1N溶液的PH约为9.0）。在100℃失去结晶水而成无水物，250℃时分解成焦磷酸钠。

磷酸氢二钠是由氢氧化钠和磷酸在pH值为9-9.5时反应制得。

磷酸氢二钠在食品工业中作为酸碱度调节剂使用。

4.2 碳酸盐

作为缓冲剂的碳酸盐主要是碳酸钠和碳酸氢钠，专用于碳酸钙型牙膏的稳定。

4.2.1 碳酸钠

俗名：块碱、石碱、苏打(Soda)、口碱，化学式：Na2CO3，分子量：105.99，外观为白色粉末或细粒结晶(无水纯品)，口味：涩，相对密度（水=1）：2.532，熔点：851℃。易溶于水，微溶于无水乙醇，不溶于丙醇。碳酸钠易溶于水，是一种弱酸盐，溶于水后发生水解反应，使溶液显碱性，有一定的腐蚀性，能与酸进行中和反应，生成相应的盐并放出二氧化碳。

存在于自然界（如盐湖）的碳酸钠称为天然碱，工业生产时，用食盐、氨水、二氧化碳为原料，于室温下从溶液中析出碳酸氢钠，将它加热，即分解为碳酸钠。

食品工业中，用作发酵剂、汽水和冷饮中二氧化碳的发生剂、黄油的保存剂。制药工业中，可直接作为原料，用于治疗胃酸过多。

4.2.2 碳酸氢钠

俗称小苏打、苏打粉、重碳酸钠，化学式：NaHCO3，分子量：84.01，CAS：144-55-8。 外观为白色晶体或不透明单斜晶系细微结晶，比重2.15g，无臭、味咸，可溶于水，微溶于乙醇。其水溶液因水解而呈微碱性，受热易分解，在65℃以上迅速分解，在270℃时完全失去二氧化碳，在干燥空气中无变化，在潮湿空气中缓慢分解。

小苏打是由纯碱的溶液或结晶吸收二氧化碳之后的制成品。

碳酸氢钠可直接作为制药工业的原料，用于治疗胃酸过多。食品工业中一种应用最广泛的疏松剂，用于生产饼干、糕点、馒头、面包等，是汽水饮料中二氧化碳的发生剂；可与明矾复合为碱性发酵粉，也可与纯碱复合为民用石碱；还可用作黄油保存剂。

4.3 硅酸盐

主要是液体硅酸钠，最传统的牙膏缓冲剂，专用于铝管牙膏和碳酸钙型牙膏的稳定。 硅酸钠分两种，偏硅酸钠化学式Na2SiO3，分子量122.00。正硅酸钠化学式Na4SiO4，分子量184.04。硅酸钠外观是无色固体，密度2.4g/cm3，熔点1321K(1088℃)。溶于水成粘稠溶液，俗称水玻璃、泡花碱。水玻璃溶液因水解而呈碱性（比纯碱稍强）。因系弱酸盐所以遇盐酸，硫酸、硝酸、二氧化碳都能析出硅酸。

石英砂和碱的配合比例即SiO2和Na2O的摩尔比决定着硅酸钠的模数M，模数即显示硅酸钠的组成，又影响硅酸钠的物理、化学性质，因此不同模数的硅酸钠有着不同的用处。牙膏工业用的硅酸钠模数为3.2-3.4。

水玻璃通常采用石英粉（SiO2）加上纯碱（Na2CO3），在1300～1400℃的高温下煅烧生成液体硅酸钠 ，从炉出料口流出、制块或水淬成颗粒。再在高温或高温高压水中溶解，制得溶液状水玻璃产品。

食品工业中，水玻璃可作为防腐剂使用。