一种具有缓释效果的PVA纳米纤维面膜及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于面膜材料的技术领域，具体涉及一种具有缓释效果的PVA纳米纤维面膜及其制备方法与应用。
背景技术
爱美是人之天性，保持皮肤的滋润是关键点。随着人们生活水平的不断提高，每天晚上给皮肤做个养护是不少爱美人士的重要功课，敷面膜则为护肤的首选。在所有的面部护肤品中的销量和零售额都位居榜首。近年来，面膜市场需求日益旺盛，需求刺激下的行业得以迅速发展。
传统的面膜基材主要选用非织造布，一般使用聚丙烯、聚酯等较为廉价的纤维制作，聚丙烯与聚酯纤维亲水性较差，不利于面膜营养液的吸附。而后开发了一系类的高端面膜基材，主要采用棉、蚕丝等亲肤性较好的纤维制备。
传统的纤维基材加营养液的组合在使用中会有很多问题，如营养液中的很多活性物质在溶液中容易变质。吸附营养液状态下的面膜很难展开，准确贴敷在使用者脸上，影响用户体验。传统的纤维膜基材纤维较粗，孔径大，在脸上的贴敷效果较差。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种具有缓释效果的PVA纳米纤维面膜的制备方法。该方法是以水溶性较好的高聚物聚乙烯醇(PVA)1788型与小分子有机羧酸类如柠檬酸、乳酸、水杨酸等为原料，使用去离子水作溶剂，在纺丝液中添加活性物质，使用静电纺丝的方法制备出纳米纤维面膜，再经过热风烘燥，使得聚乙烯醇纳米纤维中的部分羟基发生酯化反应，使得纳米纤维在水中部分溶解、溶胀，达到逐步释放活性物质的效果。
本发明另一目的在于上述方法制备得到的具有缓释效果的PVA纳米纤维面膜。该面膜具有使用简单，可以准确控制活性分子的释放，克服一般湿态面膜使用、储藏不便，干态面膜溶解速度过快，活性物质释放不持续。
本发明再一目的在于提供上述具有缓释效果的PVA纳米纤维面膜在化妆品领域中的应用。
本发明的目的通过下列技术方案实现：
一种具有缓释效果的PVA纳米纤维面膜的制备方法，具体包括以下步骤：
将PVA水溶液、有机羧酸和活性物质混合均匀后，进行搅拌得到PVA纺丝液，经静电纺丝得到纳米纤维膜，再对其进行热处理，得到具有缓释效果的PVA纳米纤维面膜。
所述PVA为PVA1788，所述PVA水溶液的浓度为8wt％～12wt％；
所述有机羧酸为柠檬酸、乳酸和水杨酸中的至少一种。所述有机羧酸与PVA的质量比为1～5:10。
所述活性物质为棕榈酰五肽-4、透明质酸钠和平皱素中的至少一种。所述活性物质的质量为PVA质量的1～10％。
优选地，当活性物质为棕榈酰五肽-4时，在PVA纺丝液中加入增溶剂，以便使棕榈酰五肽-4更好的溶解。更优选地，所述增溶剂为吐温20，所述增溶剂的用量为纺丝液质量的1～2％。
所述搅拌的条件为在室温下搅拌3～7h；优选为搅拌5h。
所述静电纺丝的条件为：注射速度2～6mm/h，接收距离15～25cm，纺丝电压15～28kV；优选地，所述静电纺丝的条件为：注射速度3.0mm/h，接收距离20cm，纺丝电压20kV。
所述热处理为在50～90℃加热15～120min；优选为在70℃加热15min。热处理可以促进接枝反应，使PVA纳米纤维膜耐水性提高。
一种具有缓释效果的PVA纳米纤维面膜通过上述方法制备得到。
上述具有缓释效果的PVA纳米纤维面膜在化妆品领域中应用。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)不同于传统的使用非织造布浸泡营养液制备湿态面膜的思路，将活性成分直接与PVA1788型与小分子有机羧酸类(柠檬酸、乳酸、水杨酸)混合制成纺丝液，使用静电纺丝直接制备出具有缓释效果的纳米纤维面膜。使用时将面部用水润湿，将干面膜展开敷到面部，喷洒适量水即可。
(2)PVA1788纳米纤维在水溶液中十分容易溶解，在水中释放出活性物质，使得面部皮肤浸润在营养液中，而将PVA1788纳米纤维进行热处理之后，纤维中PVA大分子链上的羟基会与羧酸发生酯化反应，生成酯基，使得纤维的水溶性下降。由于PVA大分子链上的羟基不完全，所以PVA纳米纤维部分溶于水，释放出活性物质，而接枝好的大分子链不溶于水，会充当骨架，支撑面膜，并且吸附营养液使得面部皮肤得到更好的浸润，同时避免营养液在使用过程中滑落，造成营养成分损失。
(3)PVA1788与小分子有机羧酸类如柠檬酸、乳酸、水杨酸等在烘燥过程中发生酯化反应，酯化反应是一个缓慢的可逆反应，所以PVA1788分子链上的羟基反应不完全，纳米纤维面膜在水中只会逐步部分溶解，逐步释放活性物质。
(4)相较于传统面膜，由于营养液浓度过高会造成营养液从脸部皮肤吸收水分，造成脸部皮肤缺水，所以营养液的浓度不能过高。而在使用过程中由于面部皮肤会不断的吸收活性物质，造成营养液的中活性物质浓度下降，造成使用效果不好。本发明制备的纳米纤维面膜在使用过程中会不断的向溶液中释放活性物质，使用者脸部始终浸润在一定浓度的营养液中，既避免了营养液浓度过高从脸部吸收水分，又可以保证一定浓度，确保使用效果。
附图说明
图1为实施例1所得纳米纤维的扫描电镜图。
图2为实施例1中棕榈酰五肽-4在水中的浓度变化趋势图。
图3为实施例2中棕榈酰五肽-4在水中的浓度变化趋势图。
图4为实施例3中棕榈酰五肽-4在水中的浓度变化趋势图。
图5为实施例4中棕榈酰五肽-4在水中的浓度变化趋势图。
图6为实施例5中棕榈酰五肽-4在水中的浓度变化趋势图。
图7为实施例1～5所得纳米纤维面膜浸润前后强力图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例中所用试剂如无特殊说明均可从市场常规购得。
实施例1
采用环境温度为28℃，湿度40％RH的下进行实验。用电子天平称取适量的PVA粉末，将其装入干净的锥形瓶中，计算好溶质与溶剂的质量比之后将定量的纯水加入锥形瓶中，在温度为80℃水浴锅中进行搅拌5h后，制备出质量分数为10％的PVA水溶液，再在室温情况加入水杨酸、占PVA质量的1％的棕榈酰五肽-4和占纺丝液质量2％的吐温20再搅拌5h。在室温下搅拌5h。这样就得到了一定浓度的PVA纺丝液。水杨酸与PVA质量之比为1:10。设置纺丝条件为：注射速度3.0mm/h，接收距离20cm，纺丝电压20kV，使用自制静电纺丝机制备出PVA纳米纤维膜。设置烘燥温度50℃在烘箱中烘燥150min，经过一定的热处理，促进接枝反应，使PVA纳米纤维膜发生耐水改性，静电纺丝制备的缓释效果纳米纤维电镜图如图1所示。
将0.01克的纳米纤维膜放入到样品管，再注入1mL纯水，控制纳米纤维膜的浸泡时间，使用高效液相色谱仪测试其水溶液中棕榈酰五肽-4的浓度。棕榈酰五肽-4在水中的浓度随浸泡时间的变化趋势如图2所示。
实施例2
采用环境温度为29℃，湿度39％RH的下进行实验。用电子天平称取适量的PVA粉末，将其装入干净的锥形瓶中，计算好溶质与溶剂的质量比之后将定量的纯水加入锥形瓶中，在温度为85℃水浴锅中进行搅拌5h后，制备出质量分数为11％的PVA水溶液，再在室温情况下加入乳酸、占PVA质量的1％的棕榈酰五肽-4、占PVA质量的5％的平皱素再搅拌6h和占纺丝液质量2％的吐温20，得到一定浓度的棕榈酰五肽-4@PVA纺丝液。乳酸与PVA质量之比为2:10。设置纺丝条件为：注射速度3.0mm/h，接收距离20cm，纺丝电压20kV，使用自制静电纺丝机制备出PVA纳米纤维膜。设置烘燥温度60℃在烘箱中烘燥100min，经过一定的热处理，促进接枝反应，使PVA纳米纤维膜发生耐水改性，静电纺丝制备的缓释效果纳米纤维电镜图跟图1相似。
将0.01克的纳米纤维膜放入到样品管，再注入1mL纯水，控制纳米纤维膜的浸泡时间，使用高效液相色谱仪测试其水溶液中棕榈酰五肽-4的浓度。棕榈酰五肽-4在水中的浓度随浸泡时间的变化趋势如图3所示。
实施例3
采用环境温度为28℃，湿度40％RH的下进行实验。用电子天平称取适量的PVA粉末，将其装入干净的锥形瓶中，计算好溶质与溶剂的质量比之后将定量的纯水加入锥形瓶中，在温度为90℃水浴锅中进行搅拌6h后，制备出质量分数为10％的PVA水溶液，再在室温情况下加入适量的柠檬酸、占PVA质量的1％的棕榈酰五肽-4、占PVA质量的3％的透明质酸钠和占纺丝液质量1％的吐温20，在室温下搅拌7h。这样就得到了一定浓度的棕榈酰五肽-4@PVA纺丝液。柠檬酸与PVA质量之比为3:10。设置纺丝条件为：注射速度3.0mm/h，接收距离20cm，纺丝电压20kV，使用自制静电纺丝机制备出PVA纳米纤维膜。设置烘燥温度60℃在烘箱中烘燥200min，经过一定的热处理，促进接枝反应，使PVA纳米纤维膜发生耐水改性，静电纺丝制备的缓释效果纳米纤维电镜图跟图1相似。
将0.01克的纳米纤维膜放入到样品管，再注入1mL纯水，控制纳米纤维膜的浸泡时间，使用高效液相色谱仪测试其水溶液中棕榈酰五肽-4的浓度。棕榈酰五肽-4在水中的浓度随浸泡时间的变化趋势如图4所示。
实施例4
采用环境温度为28℃，湿度40％RH的下进行实验。用电子天平称取适量的PVA粉末，将其装入干净的锥形瓶中，计算好溶质与溶剂的质量比之后将定量的纯水加入锥形瓶中，在温度为80℃水浴锅中进行搅拌4h后，制备出质量分数为12％的PVA水溶液，再在室温情况下加入适量的乳酸与占PVA质量的1％的棕榈酰五肽-4、占PVA质量的2％的平皱素、占PVA质量的3％的平皱素和占纺丝液质量1.5％的吐温20，在室温下搅拌6h，得到一定浓度的PVA纺丝液。乳酸与PVA质量之比为4:10。设置纺丝条件为：注射速度3.0mm/h，接收距离20cm，纺丝电压20kV，使用自制静电纺丝机制备出PVA纳米纤维膜。设置烘燥温度55℃在烘箱中烘燥150min，经过一定的热处理，促进接枝反应，使PVA纳米纤维膜发生耐水改性，静电纺丝制备的缓释效果纳米纤维电镜图跟图1相似。
将0.01克的纳米纤维膜放入到样品管，再注入1mL纯水，控制纳米纤维膜的浸泡时间，使用高效液相色谱仪测试其水溶液中棕榈酰五肽-4的浓度。棕榈酰五肽-4在水中的浓度随浸泡时间的变化趋势如图5所示。
实施例5
采用环境温度为30℃，湿度42％RH的下进行实验。用电子天平称取适量的PVA粉末，将其装入干净的锥形瓶中，计算好溶质与溶剂的质量比之后将定量的纯水加入锥形瓶中，在温度为80℃水浴锅中进行搅拌5h后，制备出质量分数为9％的PVA水溶液，再在室温情况下加入适量的柠檬酸、占PVA质量的2％的平皱素、PVA质量的1％的棕榈酰五肽-4和占纺丝液质量1％的吐温20，在室温下搅拌6h。这样就得到了一定浓度的PVA纺丝液。柠檬酸与PVA质量之比为5:10。设置纺丝条件为：注射速度3.0mm/h，接收距离20cm，纺丝电压20kV，使用自制静电纺丝机制备出PVA纳米纤维膜。设置烘燥温度70℃在烘箱中烘燥200min，经过一定的热处理，促进接枝反应，使PVA纳米纤维膜发生耐水改性，静电纺丝制备的缓释效果纳米纤维电镜图跟图1相似。
将0.01克的纳米纤维膜放入到样品管，再注入1mL纯水，控制纳米纤维膜的浸泡时间，使用高效液相色谱仪测试其水溶液中棕榈酰五肽-4的浓度。棕榈酰五肽-4在水中的浓度随浸泡时间的变化趋势如图6所示。
图7为实施例1～5所得纳米纤维面膜浸润前后强力图。由图可知，由于接枝好的大分子链不溶于水，会充当骨架，支撑面膜，所以浸润后的面膜还可以维持一定的强力，避免营养液在使用过程中滑落，造成营养成分损失。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
