一、基礎(chǔ)原料

（一）透明質(zhì)酸鈉

1．成果介紹

（1）名稱：納諾HATM酶切寡聚透明質(zhì)酸鈉（水解透明質(zhì)酸鈉Mw<10 kDa），熙敏修TM超活透明質(zhì)酸（水解透明質(zhì)酸鈉Mw≤5 kDa）。

（2）成果負(fù)責(zé)人：華熙生物科技股份有限公司。

（3）技術(shù)成熟程度：產(chǎn)業(yè)化。

（4）知識(shí)產(chǎn)權(quán)狀況：專利已授權(quán)（專利號：ZL 201210317032.5，ZL 201210497017.3）。

2．市場背景

透明質(zhì)酸（Hyaluronic Acid，HA），又名“玻璃酸”“玻尿酸”。透明質(zhì)酸是存在于人體和動(dòng)物組織中的一種由N-乙酰氨基葡萄糖（N-Acetylglu-cosamine，GlcNAc）和D-葡萄糖醛酸（D-Glucuronic acid，GlcUA）為結(jié)構(gòu)單元的高分子黏多糖，廣泛分布于人體的玻璃體、關(guān)節(jié)、臍帶、皮膚等部位。透明質(zhì)酸的市售形式一般為其鈉鹽，即透明質(zhì)酸鈉。透明質(zhì)酸具有良好的保水性、潤滑性、黏彈性、生物降解性及生物相容性等理化性能，在醫(yī)藥、化妝品及食品等領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。

根據(jù)分子量大小，透明質(zhì)酸可分為大分子、中分子、小分子、寡聚透明質(zhì)酸。透明質(zhì)酸原料可通過動(dòng)物組織提取法或微生物發(fā)酵法制備而成。動(dòng)物組織提取法獲得的透明質(zhì)酸分子量一般為200~2000 kDa，而微生物發(fā)酵法可以獲得分子量大于2000 kDa的透明質(zhì)酸，也能夠通過后期的化學(xué)降解技術(shù)或酶切技術(shù)獲得分子量小于200 kDa的透明質(zhì)酸。不同分子量使得不同的透明質(zhì)酸分子具有不同的適用性。分子量較大的透明質(zhì)酸，具有更強(qiáng)的支撐性、抗降性和黏彈性，常作為塑形填充材料應(yīng)用于醫(yī)療美容中；分子量較小的透明質(zhì)酸，能夠穿透表皮實(shí)現(xiàn)皮膚深層吸收，常用于保濕類的護(hù)膚品中。

根據(jù)弗若斯特沙利文報(bào)告，在全球市場上，2016—2019年化妝品級透明質(zhì)酸終端產(chǎn)品市場年均復(fù)合增長率已經(jīng)達(dá)到4.9%；預(yù)計(jì)2024年透明質(zhì)酸化妝品市場規(guī)模將增長至1015億美元；2020—2024年透明質(zhì)酸化妝品市場年均復(fù)合增長率將達(dá)到7%。與此同時(shí)，國內(nèi)透明質(zhì)酸化妝品終端市場相較國際市場增勢更為明顯。報(bào)告顯示，2015—2019年我國透明質(zhì)酸化妝品終端市場復(fù)合增長率達(dá)到了7.4%，2019年國內(nèi)市場規(guī)模已達(dá)到620億元人民幣。此外，隨著目前中國消費(fèi)者對化妝品成分的認(rèn)知不斷增強(qiáng)，在理性、科學(xué)的消費(fèi)趨勢下，透明質(zhì)酸作為討論熱度最高的護(hù)膚成分將在化妝品領(lǐng)域獲得更廣泛的認(rèn)知度和接受度，預(yù)計(jì)2020—2024年國內(nèi)透明質(zhì)酸化妝品市場年均復(fù)合增長率將保持在7.8%的較高位置。

3．技術(shù)描述

HA是由N-乙酰氨基葡萄糖和D-葡萄糖醛酸雙糖重復(fù)單位以糖苷鍵交替連接組成的大分子黏多糖，天然存在的HA根據(jù)來源不同，鏈長可達(dá)2000~25000個(gè)甚至更高的雙糖單位數(shù)（雙糖Mw約為400 Da），Mw范圍是106~107Da。

隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)超小分子量HA（<10 kDa）與高分子量HA相比，表現(xiàn)出更多的生物活性，如促進(jìn)新生血管形成、創(chuàng)傷修復(fù)和抗氧化等。但是，早期生產(chǎn)上使用的化學(xué)降解法（酸降解或堿降解）反應(yīng)劇烈，容易褐變，單糖殘基結(jié)構(gòu)遭到破壞，影響了產(chǎn)品的純度和質(zhì)量，降低了生物活性。

2012年，華熙生物上市的酶切寡聚透明質(zhì)酸鈉掀起了透明質(zhì)酸生產(chǎn)的第三次革命。酶切技術(shù)能夠精準(zhǔn)切割雙糖單位間相連接的糖苷鍵，最大限度地保留了透明質(zhì)酸鈉雙糖結(jié)構(gòu)的完整性。經(jīng)過系統(tǒng)研究和工藝放大，成功獲得了高純度超小分子透明質(zhì)酸鈉。該項(xiàng)技術(shù)已獲得美國、歐盟、日本等多國（地區(qū)）專利，并獲得中國專利金獎(jiǎng)。

納諾HATM酶切寡聚透明質(zhì)酸鈉（Mw<10 kDa）是采用酶切法生產(chǎn)的超小分子透明質(zhì)酸鈉，可透皮吸收，能夠修復(fù)受損細(xì)胞，清除自由基，深層保濕，抗衰老。

熙敏修TM超活透明質(zhì)酸（Mw≤5 kDa）憑借其顯著的免疫調(diào)節(jié)能力和超高的抗氧化活性，以及抑制炎癥因子釋放、修復(fù)細(xì)胞損傷、舒緩肌膚、抵抗敏感等生物活性，在保濕、舒緩或修復(fù)類化妝品中被廣泛使用。

納諾HATM透皮吸收率高：1h時(shí)納諾HATM的透皮吸收率達(dá)36.2%，8h時(shí)達(dá)60.7%，24h時(shí)高達(dá)69.5%。納諾HATM可提高皮膚水分含量，與大分子HA配合使用，可協(xié)同增效，獲得更好的保濕效果。熙敏修TM可有效清除紫外線誘導(dǎo)的活性氧自由基，減輕炎癥反應(yīng)。濃度為0.1%的熙敏修TM能將平均熒光強(qiáng)度降低66.7%，自由基清除率達(dá)到81%。

熙敏修TM可以顯著減少UVB刺激引起的炎癥因子TNF-α的釋放，抑制率高達(dá)44%；0.125%的熙敏修TM可明顯減少因SLS刺激引起的炎癥因子IL-1α的釋放，抑制率高達(dá)49%；0.4%的熙敏修TM可明顯減少因LPS刺激引起的炎癥因子IL-6的釋放，抑制率高達(dá)70%。

熙敏修TM修復(fù)細(xì)胞損傷情況見圖2.1：UVA照射后，L929成纖維細(xì)胞的增殖率下降到63%，加入熙敏修TM后，細(xì)胞增殖率顯著提高，濃度為0.125%的熙敏修TM能將細(xì)胞增殖率提高到94%。

4．應(yīng)用領(lǐng)域

熙敏修TM超活透明質(zhì)酸和納諾HATM酶切寡聚透明質(zhì)酸鈉作為超小分子量HA，具有修復(fù)細(xì)胞損傷、抑制炎癥因子釋放、深層保濕、抗衰等功效，適合添加在各種舒緩、抗衰、保濕等個(gè)人護(hù)理品中，如精華、膏霜、面膜、凝膠、洗面奶、頭皮護(hù)理品等，為天然高效修護(hù)和抗衰領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)提供了更多成分選擇。

（二）海藻酸鈉

1．成果介紹

（1）名稱：海藻酸鈉（Sodium alginate），即（C₆H₇O₆Na）_n。

（2）成果負(fù)責(zé)人：青島明月海藻集團(tuán)。

（3）技術(shù)成熟程度：產(chǎn)業(yè)化。

（4）知識(shí)產(chǎn)權(quán)狀況：在化妝品領(lǐng)域，與海藻酸鈉相關(guān)的專利有90多項(xiàng)，相關(guān)期刊論文100多篇，相關(guān)科技成果10多項(xiàng)。

2．市場背景

海洋資源在美容護(hù)膚產(chǎn)品中的應(yīng)用有很長的歷史。獨(dú)特的低溫、高壓、弱光的生長環(huán)境使海洋蘊(yùn)生出大量結(jié)構(gòu)新穎、性能優(yōu)良、種類繁多的生物活性物質(zhì)，其中很多在陸地生物資源中很難被發(fā)現(xiàn)。這些純天然化合物可以為美容護(hù)膚產(chǎn)品提供優(yōu)良的理化性能和潤膚、保濕、抗氧化、防曬等生物活性，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。目前，海洋資源護(hù)膚產(chǎn)品的全球市場價(jià)值約占全球化妝品市場的15%。作為一種從海藻植物中提取的天然高分子材料，海藻酸鈉在化妝品領(lǐng)域正得到越來越多的關(guān)注。例如，在護(hù)膚品行業(yè)，海藻酸鈉因其增稠性和凝膠性可用于膏霜類產(chǎn)品。在洗滌用品中，海藻酸鈉可應(yīng)用于潔面乳、沐浴露、洗發(fā)水等產(chǎn)品中。在口腔清潔用品中，海藻酸鈉常被用作黏結(jié)賦形劑在牙膏中應(yīng)用。另外，海藻酸鈉具有凝膠性，可以制備固體空氣清新劑。

3．技術(shù)描述

海藻酸鈉為白色或淡黃色粉末，幾乎無臭無味。海藻酸鈉溶于水，不溶于乙醇、乙醛、氯仿（三氯甲烷）等有機(jī)溶劑。海藻酸鈉溶于水后呈黏稠狀液體，其1%水溶液pH值為6~8，當(dāng)pH值為6~9時(shí)黏性穩(wěn)定，當(dāng)加熱至80℃以上時(shí)則黏性降低。海藻酸鈉具有保濕、美白、吸附重金屬等功效。

海藻酸鈉的保濕機(jī)理主要在于海藻酸鈉富含羥基和羧基，可與水分子形成分子間氫鍵從而結(jié)合大量水分，同時(shí)糖鏈間交織成網(wǎng)，分子內(nèi)氫鍵牢固，形成親水性空隙，起到較強(qiáng)的保水作用。另外，海藻酸鈉具有良好的成膜特性，可在皮膚上形成薄膜，防止水分蒸發(fā)。研究人員比較了魔芋葡甘聚糖、羧甲基纖維素鈉、殼聚糖、海藻酸鈉和常用保濕劑甘油的保濕性，結(jié)果表明，海藻酸鈉保濕性優(yōu)于甘油和羧甲基纖維素鈉（見圖2.2）。

海藻酸鈉的防曬美白功效是通過抑制酪氨酸酶活性，減少黑色素生成實(shí)現(xiàn)的。學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，海藻酸鈉在試驗(yàn)體系和黑色素細(xì)胞內(nèi)都能與酪氨酸酶相互作用，通過改變酪氨酸酶氨基酸殘基的疏水性環(huán)境抑制其活性，并減少黑色素的生成（見圖2.3）。

彩妝、電子輻射、空氣中的PM2.5都會(huì)使臉部附著大量的重金屬離子。重金屬并不能被人體代謝吸收，時(shí)間長了就會(huì)破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使皮膚暗黃、毛孔粗大并且會(huì)加速衰老，所以去除重金屬尤為重要。研究發(fā)現(xiàn)，海藻酸鈉分子中含有大量游離的羧基，能夠與金屬離子發(fā)生反應(yīng)，對汞、銅、鎘等重金屬離子具有一定的吸附能力，可作為吸附重金屬的吸附劑。海藻酸鈉在化妝品中的應(yīng)用主要有兩個(gè)方面：一是將海藻酸鈉復(fù)配到面膜粉中，發(fā)揮其成膜劑和吸附重金屬的功效；二是將海藻酸鈉制成海藻纖維面膜布，以面膜布的形式吸附面部的重金屬。

4．應(yīng)用領(lǐng)域

海藻酸鈉具有良好的增稠性、成膜性和凝膠性，并且具有高度的安全性和配伍性，對人體及皮膚無毒、無刺激，與水、甘油等有一定的親和力，并在一定的用量范圍內(nèi)能保持黏度不變，可以廣泛用于各種護(hù)膚劑、整發(fā)劑、防汗劑、洗滌劑、牙膏、面膜等化妝品的加工與生產(chǎn)中。

（三）甘露醇

1．成果介紹

（1）名稱：甘露醇（Mannitol）。

（2）成果負(fù)責(zé)人：青島明月海藻集團(tuán)。

（3）技術(shù)成熟程度：產(chǎn)業(yè)化。

（4）知識(shí)產(chǎn)權(quán)狀況：在化妝品領(lǐng)域，與甘露醇相關(guān)的科技成果有10多項(xiàng)，相關(guān)專利30多項(xiàng)，相關(guān)期刊論文40多篇。

2．市場背景

甘露醇是一種六碳線性多元醇，為白色粉末結(jié)晶，其分子量是182.17，天然存在于許多植物中，如海藻、南瓜、蘑菇、芹菜等；同時(shí)，許多微生物體內(nèi)也可生成甘露醇。甘露醇具有許多特性，可以被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品等行業(yè)，因此具有較大的商業(yè)價(jià)值。根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)發(fā)布的《2016—2022年中國甘露醇行業(yè)分析及未來前景預(yù)測報(bào)告》，目前世界甘露醇年產(chǎn)量約為17000t，年總需求量為20000~25000t，缺口為3000~8000t，中國年生產(chǎn)能力約為5000t，國內(nèi)需求量約為3000t，主要用于醫(yī)藥方面，但隨著甘露醇應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，未來幾年，甘露醇的需求量依然會(huì)有較大的增長，發(fā)展前景很樂觀。

3．技術(shù)描述

甘露醇是以海帶為原料提取的一種功能性甜味劑，呈白色針狀或粉狀，易溶于水，其水溶液是無色、無臭、澄清的，甜度是蔗糖的70%。甘露醇具有低糖、低熱值、入口清涼等特點(diǎn)，對酸、熱有較高的穩(wěn)定性，不容易發(fā)生美拉德反應(yīng)，不會(huì)引起人體血糖的明顯波動(dòng)。雖然甘露醇可以從海帶中直接提取，但是容易受到海帶產(chǎn)量限制及提取能耗的影響，因此這種技術(shù)已被逐漸淘汰。目前，甘露醇的主要制備方法是以天然葡萄糖為原料，經(jīng)過化學(xué)合成法制備，獲得的甘露醇品質(zhì)與天然提取法無異，且純度、安全系數(shù)更高。

甘露醇在化妝品中可以充當(dāng)油質(zhì)原料作為產(chǎn)品的基質(zhì)使用。另外，由于羥基比較多，可以與水以氫鍵的形式結(jié)合，有一定的鎖水保濕功效。甘露醇在化妝品中風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)低，安全，可以放心使用，對孕婦一般沒有影響。

過氧亞硝基陰離子是超氧自由基和亞硝基離子的結(jié)合，也是一種與體內(nèi)常見色素沉著相關(guān)的自由基，甘露醇對它有消除作用，有利于皮膚的調(diào)理和抗衰，對皮膚過敏也有一定程度的抑制作用。另外，甘露醇還可以抑制皮膚的光損傷和光老化。

4．應(yīng)用領(lǐng)域

甘露醇作為與木糖醇齊名的無糖甜味劑，已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。例如，在醫(yī)藥領(lǐng)域，作為利尿劑、藥片賦形劑。以甘露醇為主要成分的甘露醇注射液是臨床上搶救腦部疾患的一種常用降壓藥。在食品領(lǐng)域，甘露醇作為目前市面上六元糖醇產(chǎn)品中唯一不易吸潮的一個(gè)品種，可作為口香糖、糕點(diǎn)的防粘粉及低糖食品的甜味劑。在工業(yè)上，甘露醇可用于塑料行業(yè)，制松香酸酯及人造甘油樹脂、炸藥、雷管（硝化甘露醇）等。在化妝品中，甘露醇多用作保濕劑。

（四）山梨糖醇

1．成果介紹

（1）名稱：山梨糖醇（Sorbitol），即1，2，3，4，5，6-己六醇。

（2）成果負(fù)責(zé)人：青島明月海藻集團(tuán)。

（3）技術(shù)成熟程度：產(chǎn)業(yè)化。

（4）知識(shí)產(chǎn)權(quán)狀況：在化妝品領(lǐng)域，與山梨糖醇相關(guān)的專利有90多項(xiàng)，相關(guān)論文30多篇，相關(guān)圖書20多本。

2．市場背景

多年來，法國和美國等國家把山梨糖醇作為保濕劑應(yīng)用于化妝品中。雖然目前我國山梨糖醇產(chǎn)量不大，但是部分地區(qū)使用廉價(jià)的特產(chǎn)木薯來生產(chǎn)山梨糖醇，既節(jié)約了糧食，又降低了成本。所以，在我國推廣山梨糖醇代替甘油作為化妝品中的保濕劑，既可節(jié)約外匯、降低成本，又可緩和甘油供需緊張的矛盾。另外，固體山梨糖醇在保濕性能上優(yōu)于甘油，并且在包裝、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用上比甘油更有優(yōu)勢。

3．技術(shù)描述

山梨糖醇是一種多元醇，即1，2，3，4，5，6-己六醇，又叫“六羥基醇”或“山梨醇”，是一種白色粉末或結(jié)晶性粉末，可燃，無臭，略有清涼甜味，具有吸濕性質(zhì)。山梨糖醇在牙膏行業(yè)中可作為水分控制劑和防凍劑，其加入量為15%~20%，保濕效果比甘油更穩(wěn)定。在較低濕度下，山梨糖醇失水較甘油少，吸收水分也較甘油少。在相同濃度下，山梨糖醇黏度高于甘油，目前牙膏行業(yè)中已普遍采用山梨糖醇取代甘油，如上海聯(lián)合利華、廣州寶潔、揚(yáng)州高露潔和三笑、重慶牙膏廠及天津牙膏廠等。山梨糖醇在牙膏行業(yè)的年需求量在30萬t以上。山梨糖醇在化妝品中也可用作保濕劑，并可有效增強(qiáng)乳化劑的伸展性和潤濕性。

近年來，我國山梨糖醇的生產(chǎn)技術(shù)、裝備水平大幅度提高，山梨糖醇生產(chǎn)的各項(xiàng)消耗指標(biāo)都大幅度下降。由于高壓進(jìn)料技術(shù)與氫氣循環(huán)技術(shù)的采用，70%山梨糖醇?xì)錃獾南囊呀抵?0m3以下；在三相催化劑普遍應(yīng)用后，山梨糖醇催化劑的消耗也從以前的2.0~2.5kg/t降低到1.0kg/t；折鎳消耗有的下降至0.4kg/t以下。吸附制氫裝置已全面取代電解法制氫，12MPa甚至更高壓力的磁力攪拌加氫釜的使用、高壓進(jìn)料系統(tǒng)、模擬流動(dòng)床、連續(xù)離子交換系統(tǒng)、薄板換熱多效蒸發(fā)器、先進(jìn)的壓榨壓濾機(jī)、旋轉(zhuǎn)磁力分離器、薄片葉濾機(jī)、連續(xù)結(jié)晶裝置以及生產(chǎn)全過程計(jì)算機(jī)控制的應(yīng)用，標(biāo)志著我國山梨糖醇行業(yè)技術(shù)裝備已接近國際先進(jìn)水平。生產(chǎn)技術(shù)裝備水平的提升，使我國山梨糖醇質(zhì)量達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

4．應(yīng)用領(lǐng)域

山梨糖醇作為潤濕劑、食品添加劑、化學(xué)穩(wěn)定劑、表面活性劑等，在印刷、塑料皮革、煙草、化工、食品、牙膏、日化等行業(yè)用途很廣。尤其是在我國甘油缺口較大的環(huán)境條件下，山梨糖醇解了燃眉之急，并產(chǎn)生了良好的質(zhì)量效益和經(jīng)濟(jì)效益。

（五）烷基糖苷

1．成果介紹

（1）名稱：烷基糖苷（Alkyl Polyglucosid，APG）。

（2）成果負(fù)責(zé)人：揚(yáng)州晨化新材料股份有限公司。

（3）技術(shù)成熟程度：產(chǎn)業(yè)化。

（4）知識(shí)產(chǎn)權(quán)狀況：發(fā)明專利，包括ZL 200810168290.5（一種APG的制備方法）、ZL 201110130391.5（制備十八烷基葡萄糖苷的方法）、ZL 201110130387.9（制備棕櫚烷基葡萄糖苷的方法）、ZL 201110130401.5（制備十四烷基葡萄糖苷的方法）、ZL 201110130402.X（制備癸烷基葡萄糖苷的方法）、ZL 201110130408.7（制備月桂烷基葡萄糖苷的方法）、ZL 201110130404.9（制備辛烷基葡萄糖苷的方法）、ZL 202022309180.5（一種烷基糖苷泡沫產(chǎn)生裝置）、ZL 201420196682.3（一種提高烷基糖苷過濾速度的過濾裝置）、ZL 202021916689.X（一種烷基糖苷廢氣處理裝置）。

2．市場背景

被稱為“美麗經(jīng)濟(jì)”的中國化妝品市場，經(jīng)過20多年的迅猛發(fā)展，現(xiàn)今已取得了前所未有的成就。近年來，隨著高新技術(shù)的發(fā)展和其廣泛應(yīng)用，新型化妝品原料替代一些副作用大而且有害的合成化學(xué)品成為一種必然趨勢。

2010年香港地區(qū)《壹周刊》報(bào)道了某品牌洗發(fā)液含“二噁烷”，引發(fā)了消費(fèi)者對中國日化產(chǎn)品安全性的普遍關(guān)注，“產(chǎn)品的安全性”成為各企業(yè)面臨的首要問題。近年來，國家及日化行業(yè)都在大力推進(jìn)日化產(chǎn)品的安全性和環(huán)保性，頒布了《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求家用洗滌劑》（HJ 458—2009）、國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19630.1—2005至GB/T 19630.4—2005《有機(jī)產(chǎn)品》、《有機(jī)產(chǎn)品認(rèn)證管理辦法》等，“原料的安全性”成為各企業(yè)面臨的關(guān)鍵問題。在我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)升級、建立創(chuàng)新型國家大背景下，要想實(shí)現(xiàn)日化產(chǎn)業(yè)從大到強(qiáng)的目標(biāo)，必須滿足人們對安全、健康、環(huán)保等更高層次的需求，這就是中國日化行業(yè)發(fā)展方向——“新日化”。“新日化”是一個(gè)從原輔材料選擇到使用后與環(huán)境友好相容的全新概念，綠色表面活性劑APG是“新日化”產(chǎn)品最理想的原料，成為順應(yīng)“新日化”方向的最佳選擇之一。

在歐美等發(fā)達(dá)國家，烷基糖苷在化妝品領(lǐng)域的應(yīng)用已有30多年的歷史，但受限于其生產(chǎn)工藝導(dǎo)致的產(chǎn)能低和成本高，市場推廣及應(yīng)用較為緩慢，而隨著高端技術(shù)的引入，生產(chǎn)工藝不斷優(yōu)化，未來烷基糖苷市場將進(jìn)一步擴(kuò)張。在全球范圍內(nèi)，烷基糖苷市場主要集中在北美、歐洲等地區(qū)。2021年，全球烷基糖苷市場規(guī)模在3.18億美元左右，我國的烷基糖苷行業(yè)規(guī)模在10.85億元人民幣左右。隨著“顏值經(jīng)濟(jì)”的崛起，烷基糖苷市場將保持高速增長態(tài)勢，預(yù)計(jì)2022—2027年，全球烷基糖苷市場規(guī)模將以2.2%的年均復(fù)合增長率增長，我國的烷基糖苷市場規(guī)模增速將達(dá)到20%。

3．技術(shù)描述

APG是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的不使用石油衍生產(chǎn)品原料的新一代非離子表面活性劑，由天然脂肪醇和葡萄糖在酸性催化劑作用下合成得到。它是溫和、無毒、可生物降解的非離子表面活性劑，具有十分優(yōu)異的潤濕性和配伍性，對人體的刺激性較小。同時(shí)，它還具有優(yōu)良的表面活性和發(fā)泡能力，去污力強(qiáng)，配伍性能極佳，有良好的協(xié)同效應(yīng)。而且APG有很強(qiáng)的溶解能力，在水及高濃度的酸、堿、鹽溶液中溶解度較高，無濁點(diǎn)和凝膠現(xiàn)象。APG可作為主活性物廣泛應(yīng)用于洗滌、乳化、增溶、保濕等功能制品中，在家居清潔和個(gè)人洗護(hù)產(chǎn)品中具有廣闊的應(yīng)用前景，是目前世界上唯一可被稱為“無毒級的表面活性劑”品種。

該原料創(chuàng)新性地采用相轉(zhuǎn)移催化醇糖反應(yīng)技術(shù)——一步法合成工藝，實(shí)現(xiàn)底物的高效轉(zhuǎn)化及產(chǎn)品質(zhì)量的有效控制；采用共沸蒸餾技術(shù)脫除醇糖反應(yīng)后物料中的脂肪醇，解決了殘留醇回收利用的技術(shù)難題；采用縛酸技術(shù)，條件溫和、效率高，副產(chǎn)物為產(chǎn)品脫色時(shí)的穩(wěn)定劑；采用連續(xù)高效外循環(huán)靜態(tài)混合攪拌釜式反應(yīng)器，解決了半縮醛反應(yīng)過程中固—液快速混合及強(qiáng)化傳質(zhì)速率問題；最終建立了規(guī)模化生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。整個(gè)生產(chǎn)過程成本低，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量高，無排放污染，設(shè)備能耗低，符合當(dāng)前綠色化妝品以及碳中和的發(fā)展趨勢。

烷基糖苷表面張力低，泡沫性能隨疏水碳鏈長度不同而有所差異。APG0810表面張力低，臨界膠束濃度（Critical Micelle Concentration，CMC）較大，潤濕性好，耐堿性強(qiáng)。APG1214的CMC較小，泡沫穩(wěn)定性好，在體系中可以形成棒狀膠束，有助于提高配方黏度。APG0814則結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，具有更好的通用性，如表2.1所示。烷基糖苷作為一種非離子表面活性劑，可與任何類型表面活性劑復(fù)配，而且具有一定的協(xié)同效應(yīng)。例如，烷基糖苷與十二烷基硫酸鈉（K12）復(fù)配，泡沫性能具有協(xié)同效應(yīng)。

4．應(yīng)用領(lǐng)域

APG具有高表面活性、良好的生態(tài)安全性和相容性，可廣泛應(yīng)用于化妝品、個(gè)人護(hù)理和清潔用品、家居清潔用品以及工業(yè)、公用工程清潔領(lǐng)域；還可應(yīng)用于食品乳化劑、農(nóng)藥助劑和增效劑、紡織助劑及油田用助劑等領(lǐng)域。C₈~C₁₄系列的APG產(chǎn)品，表面張力低、去污效果好，泡沫豐富細(xì)膩，可與任何類型表面活性劑復(fù)配，協(xié)同效應(yīng)明顯；產(chǎn)品易于稀釋，無濁點(diǎn)、無凝膠現(xiàn)象，使用方便；可作為洗發(fā)香波、沐浴露、洗面奶、洗衣液、洗手液、餐具洗滌劑、蔬菜水果清洗劑等產(chǎn)品的主要原料。

（六）載體型糖苷硅氧烷彈性體凝膠

1．成果介紹

（1）名稱：載體型糖苷硅氧烷彈性體凝膠（INCI）。

（2）成果負(fù)責(zé)人：廣州標(biāo)美藥用輔料有限公司。

（3）技術(shù)成熟程度：產(chǎn)業(yè)化。

（4）知識(shí)產(chǎn)權(quán)狀況：無。

2．市場背景

化妝品已成為現(xiàn)代人不可缺少的日用品，其使用人群日益擴(kuò)大。在過去幾年，隨著個(gè)人護(hù)理行業(yè)需求的增加，全球有機(jī)硅彈性體市場經(jīng)歷了實(shí)質(zhì)性的增長。據(jù)大視角研究公司2017年2月8日發(fā)布的報(bào)告，全球有機(jī)硅彈性體的需求2015年為1060t，預(yù)計(jì)從2016年到2025年將以5.6%的年均復(fù)合增長率增長，全球有機(jī)硅彈性體市場預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到140.7億美元。與此同時(shí)，化妝品市場法律法規(guī)日趨完善，環(huán)保型產(chǎn)品在市場上備受青睞，消費(fèi)者對單一原料賦予配方多種益處或單一配方賦予皮膚多種益處的需求越來越多，對于安全、綠色的訴求也日趨強(qiáng)烈。

載體型糖苷硅氧烷彈性體凝膠——葡萄糖苷改性的有機(jī)硅彈性體凝膠的誕生，滿足了市場對綠色天然化妝品的需求，取代了現(xiàn)有以聚醚為基礎(chǔ)的自乳化彈性體或復(fù)配彈性體體系，更環(huán)保、更綠色。

3．技術(shù)描述

載體型糖苷硅氧烷彈性體凝膠，是環(huán)五聚二甲基硅氧烷、辛基聚二甲基硅氧烷乙氧基葡糖苷、聚二甲基硅氧烷交聯(lián)聚合物，是使用環(huán)五聚二甲基硅氧烷溶脹的葡萄糖苷改性的有機(jī)硅彈性體凝膠，糖苷硅氧烷彈性體凝膠分子結(jié)構(gòu)見圖2.4。其通過在硅油鏈段上引入葡糖苷基團(tuán)，再制備成交聯(lián)聚合物后溶脹所得。在有機(jī)硅彈性體上接枝葡糖苷基團(tuán)，除了給予該彈性體凝膠更豐富的產(chǎn)品性能外，更重要的是為彈性體帶來了綠色天然的組分。從天然動(dòng)植物中提取的多糖，有與皮膚親和性好、無毒副作用等特性，能參與人體的新陳代謝，其生物和環(huán)境安全性更高。采用天然來源的糖代替聚醚對有機(jī)硅氧烷進(jìn)行改性符合綠色發(fā)展的趨勢，可以避免目前主流聚醚及聚醚有機(jī)硅氧烷等成分伴隨的有毒物質(zhì)二噁英的危害風(fēng)險(xiǎn)，符合日用化妝品對天然、營養(yǎng)、安全、無刺激性等需求。

該載體型糖苷硅氧烷彈性體凝膠，除了具備一般彈性體的特性和作用，如外觀透明、增稠、膚感調(diào)節(jié)等，還具備優(yōu)異的自乳化功能，可冷配且具有保濕、調(diào)理性能，屬于多重功能彈性體凝膠。

增稠油相：可增稠配方中大部分常用的非硅油脂，在產(chǎn)品使用過程中可把大量的油脂吸收到基底內(nèi)，特別適用于止汗劑。

改善膚感：均勻地涂抹在皮膚表面，帶來柔滑、清爽的觸感，待油脂載體揮發(fā)后，在皮膚表面形成一層細(xì)膩、持久、滑爽的透氣薄膜。

自乳化作用：可在配方中作為主乳化劑或助乳化原料使用，根據(jù)配方需要調(diào)配成膚感清爽的油包水乳液，適用于具有保濕功效的化妝品，常見的如出水霜（見圖2.5）等。

保濕效果：糖苷分子上羥基的存在為該原料賦予了保濕的效果，符合目前從天然物質(zhì)中獲取具有營養(yǎng)和保濕雙重性能的天然優(yōu)良保濕劑的發(fā)展趨勢。

護(hù)發(fā)調(diào)理：柔滑的高分子量硅氧烷交聯(lián)聚合物，提供疏水保護(hù)膜，可用于液體發(fā)用凝膠，提供增稠、卷曲保持和調(diào)理的性能。

4．應(yīng)用領(lǐng)域

載體型糖苷硅氧烷彈性體凝膠是含有天然成分改性的有機(jī)硅彈性體凝膠，具有自乳化、保濕、膚感調(diào)節(jié)、增稠等功效，可應(yīng)用于面膜、出水霜、精華素、止汗劑、頭發(fā)護(hù)理、粉底液等個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品中，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。

（七）有機(jī)硅樹脂成膜劑

1．成果介紹

（1）名稱：有機(jī)硅樹脂成膜劑。

（2）成果負(fù)責(zé)人：廣州標(biāo)美藥用輔料有限公司；廣東標(biāo)美硅氟新材料有限公司。

（3）技術(shù)成熟程度：產(chǎn)業(yè)化。

（4）知識(shí)產(chǎn)權(quán)狀況：專利已授權(quán)（專利號：ZL 201610266019.X，ZL 201710423023.7，US16/096700，EP16900242.5）。

2．市場背景

有機(jī)硅樹脂（有機(jī)聚硅氧烷樹脂）是一類新型的、高度交聯(lián)的有機(jī)聚硅氧烷，由Si-O-Si主鏈和連接在硅原子上的有機(jī)取代基組成，交聯(lián)結(jié)構(gòu)呈籠狀、樹枝狀、支鏈狀或梯狀形態(tài)，可制備成透明液體或粉末狀固體。有機(jī)聚硅氧烷樹脂的典型結(jié)構(gòu)見圖2.6。

有機(jī)硅樹脂因其特殊的結(jié)構(gòu)，具有極寬溫度范圍的柔韌性、疏水性、成膜性、黏結(jié)性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于個(gè)人護(hù)理、醫(yī)用輔料等領(lǐng)域，對下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要且不可替代的作用。中國、歐盟、美國等是硅樹脂消費(fèi)大國（區(qū)），中國與全球相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展對優(yōu)質(zhì)硅樹脂的需求十分迫切。“十三五”時(shí)期，硅樹脂年需求量突破10萬噸，國內(nèi)外市場對高質(zhì)量的硅樹脂成膜劑產(chǎn)品（MQ硅樹脂、乙烯基MQ硅樹脂、苯基硅樹脂等）的需求十分迫切。

近年來，有機(jī)硅國際巨頭企業(yè)（陶熙、瓦克等）在不斷加大對有機(jī)硅樹脂技術(shù)的研究，提高硅樹脂產(chǎn)品的制備工藝技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)水平，拓展硅樹脂的應(yīng)用范圍，具有高附加值的有機(jī)硅樹脂產(chǎn)品大部分被國外巨頭公司所壟斷。國內(nèi)有機(jī)硅樹脂技術(shù)提升相對較慢，合成技術(shù)存在明顯缺陷，生產(chǎn)過程中使用大量甲苯類溶劑并產(chǎn)生大量廢水、廢酸等環(huán)保問題有待解決。有機(jī)硅材料是國家鼓勵(lì)發(fā)展的新型材料，屬于國家重點(diǎn)支持的高新技術(shù)領(lǐng)域。有機(jī)硅行業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃指出，我國硅樹脂生產(chǎn)技術(shù)落后、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，要加大硅樹脂發(fā)展力度，重點(diǎn)發(fā)展無溶劑型有機(jī)硅樹脂合成等關(guān)鍵技術(shù)，致力于無溶劑型有機(jī)硅樹脂、功能型環(huán)保有機(jī)硅樹脂材料生產(chǎn)。

3．技術(shù)描述

MQ硅樹脂是一種雙層結(jié)構(gòu)緊密球狀體，即球芯部分為Si-O鍵連接密度較高及聚合度為15~50的籠狀SiO₂，該結(jié)構(gòu)是由硅酸酯中的Q鏈節(jié)所提供，球殼一部分被密度較小的R₃SiO_0.5層或Si-OH所包圍，其中Si-OH含量體現(xiàn)了硅酸鈉或硅酸酯水解后縮合的程度。MQ硅樹脂合成的傳統(tǒng)技術(shù)路線是先把硅酸酯或硅酸鈉轉(zhuǎn)化為硅醇，再將硅醇進(jìn)一步縮合形成籠狀[SiO₂]_n，籠狀[SiO₂]_n表面Si-OH鍵與R₃SiO_0.5封端形成球殼，但仍有少量Si-OH鍵殘留。

目前，國內(nèi)外合成有機(jī)硅樹脂成膜劑的方法主要有以下三種：氯硅烷水解法、硅酸鈉（Sol-Gel）法、硅酸酯水解縮聚法。這三種生產(chǎn)方法采用了共水解縮合路線，需要酸水解、堿縮合、中和、干燥、過濾、硅樹脂成型等工序，步驟繁多，生產(chǎn)效率低下，能耗大，產(chǎn)生的大量廢酸水和廢醇極易污染環(huán)境；生產(chǎn)工藝上采用苯、甲苯等有機(jī)溶劑，危害生產(chǎn)人員健康，且苯類溶劑具有毒性，使產(chǎn)品無法應(yīng)用于個(gè)人護(hù)理品、醫(yī)藥領(lǐng)域；水解過程容易凝膠化，影響硅樹脂成品質(zhì)量，批次差異性大，分子量分布不穩(wěn)定，功能改性較難。上述硅樹脂制備合成技術(shù)存在明顯缺陷，這些環(huán)保問題和工藝缺陷都是當(dāng)前硅樹脂行業(yè)未能解決的共同弊端。

標(biāo)美公司采用的新技術(shù)路線完全有別于傳統(tǒng)水解縮合法工藝，合成MQ硅樹脂是以硅酸酯為主要原材料，采用工藝簡便的酯交換反應(yīng)制備MQ硅樹脂。通過調(diào)節(jié)影響因子、工藝配方參數(shù)等合成一種高分子量、低揮發(fā)性、成膜性能良好的MQ硅樹脂，其技術(shù)路線如圖2.7所示。

該技術(shù)路線采用了一種世界首創(chuàng)的硅樹脂綠色合成關(guān)鍵技術(shù)，具有以下創(chuàng)新點(diǎn)。第一，新技術(shù)采用工藝簡便的酯交換反應(yīng)制備MQ硅樹脂，即以硅酸酯為主要原材料，添加促進(jìn)劑促進(jìn)硅酸酯的酯交換反應(yīng)，通過水和乙酸乙酯兩者均原位生成的反應(yīng)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)均相反應(yīng)，合成一種高分子量、低揮發(fā)性、成膜性能良好的MQ硅樹脂。第二，新技術(shù)打破了長期以來困擾硅樹脂生產(chǎn)行業(yè)的技術(shù)瓶頸，克服了國內(nèi)外傳統(tǒng)技術(shù)長期固有的環(huán)境污染——產(chǎn)生大量廢酸水和廢醇，使用有機(jī)溶劑（苯、甲苯、二甲苯等）會(huì)危害操作人員的身體健康，環(huán)保控制不到位易污染外部環(huán)境，解決了能耗高、收率低、生產(chǎn)周期長、樹脂質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)過程中容易產(chǎn)生凝膠和白色沉淀等種種弊端。第三，新技術(shù)方法具有環(huán)境污染小、能耗低、收率高、生產(chǎn)周期短、操作簡便、硅樹脂分子量可調(diào)控且無凝膠化、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。

4．應(yīng)用領(lǐng)域

有機(jī)硅樹脂成膜劑具有良好的疏水性、成膜性和保濕性。在化妝品中，它們可以提高疏水性、抗皮脂性以及耐磨性，使彩妝類產(chǎn)品或其他制品的妝容更持久，能在皮膚上形成連續(xù)均一柔韌膜的聚合物，通過形成長效的第二層皮膚來滿足消費(fèi)者的不同需求，打造干凈持久妝容，尤其適用于追求不暈妝、不脫妝、不沾衣物配方。有機(jī)硅樹脂可廣泛應(yīng)用于防曬霜、粉底液、眼線液、妝前乳、隔離霜、防曬產(chǎn)品、彩妝和護(hù)發(fā)產(chǎn)品等化妝品中，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。