1. 前言
膨潤(rùn)土是以蒙脫石為主要成分的含水鋁鎂硅酸鹽類礦物所組成。蒙脫石是由兩層Si-O四面體中間夾一層AL-O(OH)八面體片組成的層片狀礦物，其層間充滿層間水和可交換陽(yáng)離子。將膨潤(rùn)土經(jīng)過(guò)鈉化提純、凝膠性能調(diào)節(jié)、凝膠干燥等工藝制備出膨潤(rùn)土無(wú)機(jī)凝膠（硅酸鋁鎂），其在水溶液中可形成非牛頓液體類型的觸變性凝膠。這種礦物無(wú)機(jī)凝膠對(duì)于懸浮液的穩(wěn)定性具有重要影響，由于它在水溶液中高度分散，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并使大量自由水轉(zhuǎn)變?yōu)槭`水，從而使其本身獲得較高的粘度。這種粘度與剪切速度變化關(guān)系密切，在高剪切力下，呈低粘滯性懸浮液；在低剪切力貨靜止?fàn)顟B(tài)下，又恢復(fù)到初始的均相塑性體狀態(tài)。工業(yè)上利用這種觸變體系，來(lái)控制日用化工膏體產(chǎn)品的流變性、觸變性、擴(kuò)散性、粘滯性和稠度。
2. 膨潤(rùn)土無(wú)機(jī)凝膠在牙膏中的應(yīng)用
普通二氧化硅體系的牙膏流變性好，是標(biāo)準(zhǔn)的牛頓流體，表現(xiàn)在牙膏擠在牙刷上，由于重力的作用，停留一定時(shí)間后牙膏會(huì)自然下垂，從條狀變成片狀，影響外觀。知名品牌的牙膏，一般都使用一定的流變改性劑，使牙膏由牛頓流體變成塑性體，表現(xiàn)在，當(dāng)人們?cè)谏晕⒂昧D牙膏時(shí)，膏體具有良好的流動(dòng)性，在去掉外力時(shí)，牙膏膏體像固體一樣保持原來(lái)形狀，不會(huì)因重力而變形，經(jīng)過(guò)1h—2h，仍保持條狀。目前，市場(chǎng)上一般采用羧甲基纖維素（CMC）等有機(jī)物來(lái)改善二氧化硅體系牙膏，但價(jià)格較貴，且效果不理想。
2.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及配方
應(yīng)用實(shí)驗(yàn)利用膨潤(rùn)土無(wú)機(jī)凝膠（硅酸鋁鎂）在水溶液中形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，膨潤(rùn)土無(wú)機(jī)凝膠（硅酸鋁鎂）部分代替羧甲基纖維素等有機(jī)流變改進(jìn)劑，進(jìn)行牙膏感官、理化指標(biāo)的檢測(cè)，考察該二氧化硅體系牙膏經(jīng)過(guò)三個(gè)月高低溫測(cè)試和六個(gè)月室溫測(cè)試的穩(wěn)定性，應(yīng)用試驗(yàn)配方如下：
表1 牙膏應(yīng)用實(shí)驗(yàn)配方
| 序號(hào) | 原料 | 用量 | 備注 |
| 1 | 山梨醇 | 47 | 70%溶液 |
| 2 | 丙二醇 | 5 | |
| 3 | 苯甲酸鈉 | 0.3 | |
| 4 | 二氧化硅 | 20 | |
| 5 | 羧甲基纖維素 | 0.1 | 普通牙膏用0.5%---1.0% |
| 6 | 月桂醇硫酸鈉 | 2 | |
| 7 | 香精 | 1.0 | |
| 8 | 硅酸鎂鋁（膨潤(rùn)土凝膠） | 0.6 | 代替部分羧甲基纖維素 |
| 9 | 漢生膠 | 0.3 | |
| 10 | 鈦白粉 | 0.1 | |
| 11 | 糖精 | 0.1 | |
| 12 | 純化水 | 至100 |
2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備：VEM-5L真空制膏機(jī)。
2.3試驗(yàn)工藝：
1， 將苯甲酸鈉，糖精，無(wú)機(jī)凝膠（硅酸鋁鎂）溶于水中，得水相備用；
2， 將鈦白粉、漢生膠、二氧化硅、月桂醇硫酸鈉、羧甲基纖維素混合；
3， 將山梨醇、丙二醇抽入真空制膏機(jī)，在抽入水相，攪拌均勻，抽入混合好的粉，攪拌均勻，加入余下物料，混合均勻后出料的。
2.4結(jié)果與討論：
以膨潤(rùn)土無(wú)機(jī)凝膠部分取代羧甲基纖維素等有機(jī)流變改進(jìn)劑，采用表1的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)配方制備出牙膏樣品，參照GB8372-2008牙膏的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其感官指標(biāo)，理化指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，加測(cè)結(jié)構(gòu)為表2，兩種牙膏30min后的形狀見(jiàn)圖1（圖1a為不加無(wú)機(jī)凝膠，圖1b為添加無(wú)機(jī)凝膠）。
圖1：兩種牙膏樣品30min后形狀對(duì)比圖
由表2可知，采用表1配方制備出的牙膏，感官好，牙膏的形狀保持很好，不變形。表2 牙膏樣品檢測(cè)結(jié)果
| 檢測(cè)項(xiàng)目 | 標(biāo)準(zhǔn) | 檢測(cè)結(jié)果 | 單項(xiàng)判定 |
| 膏體 | 均勻無(wú)雜質(zhì) | 均勻無(wú)雜質(zhì) | 合格 |
| 香味 | 符合規(guī)定香型，無(wú)異味 | 符合 | 合格 |
| PH值 | 5.5---10 | 7.15 | 合格 |
| 穩(wěn)定性（40±1℃，24h） | 膏體不溢出管口，不分離出液體，香味色澤正常 | 無(wú)異常 | 合格 |
| 穩(wěn)定性(-5±1℃，24h) | 膏體不溢出管口，不分離出液體，香味色澤正常 | 無(wú)異常 | 合格 |
| 泡沫 | 符合樣板 | 符合 | 合格 |
| 過(guò)硬顆粒 | 玻片無(wú)劃痕 | 無(wú)劃痕 | 合格 |
| 菌落總數(shù)（CFU/g） | ≤500 | ＜10 | 合格 |
| 霉菌和酵母菌（CFU/g） | ≤100 | ＜10 | 合格 |
| 穩(wěn)定性（40±1℃，三個(gè)月） | 膏體不溢出管口，不分離出液體，香味色澤正常 | 無(wú)異常 | 合格 |
| 穩(wěn)定性（-5±1℃，三個(gè)月） | 膏體不溢出管口，不分離出液體，香味色澤正常 | 無(wú)異常 | 合格 |
| 穩(wěn)定性（室溫，六個(gè)月） | 膏體不溢出管口，不分離出液體，香味色澤正常 | 無(wú)異常 | 合格 |
3.結(jié)論
（1） 采用膨潤(rùn)土凝膠取代部分羧甲基纖維素等有機(jī)流變改進(jìn)劑，運(yùn)用表1配方制備出的牙膏感官指標(biāo)，理化指標(biāo)均達(dá)到GB8372-2008牙膏的標(biāo)準(zhǔn)，三個(gè)月高低溫穩(wěn)定性測(cè)試和六個(gè)月室溫穩(wěn)定性測(cè)試，均通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求。
（2） 沒(méi)有加入無(wú)機(jī)凝膠的牙膏，經(jīng)過(guò)30min后，牙膏的形狀已經(jīng)完全變形，不能保持形狀，影響外觀；加入無(wú)機(jī)凝膠的牙膏，經(jīng)過(guò)30min后，牙膏的形狀保持很好，不變形。
牙膏中的應(yīng)用
膨潤(rùn)土無(wú)機(jī)凝膠是一種值得推薦的牙膏用粘合劑，其具有無(wú)毒性、增稠性、潤(rùn)滑性，主要被應(yīng)用在牙膏研磨劑中，具有成本低、刺激污染小、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。作凝膠劑時(shí)，可替代國(guó)外進(jìn)口牙膏用增稠劑觸變劑—合成硅酸鋁鎂。
在牙膏生產(chǎn)試驗(yàn)中加入膨潤(rùn)土凝膠，使牙膏的膏體致密，改善牙膏的觸變性能。同時(shí)由于膨潤(rùn)土有獨(dú)特的吸附作用，香料以及牙膏中的其他填充劑可以很好地體現(xiàn)這一性質(zhì)；另外該凝膠可以吸附皮口腔中的細(xì)菌，從而起到其他有機(jī)凝膠所不具備的保健作用。該凝膠與膏體中其他溶于水的有機(jī)、無(wú)機(jī)鹽類有良好的配伍性，能顯著地提高牙膏的生產(chǎn)效益。