一、牙膏稳定性的技术挑战与创新机遇

牙膏作为日常消费品，其稳定性直接影响产品品质与用户体验。传统增稠剂（如羧甲基纤维素钠、黄原胶）虽能提供基础粘度，但存在触变恢复慢、高温储存易分层等缺陷。

高粘聚丙烯酰胺（HPAM）与纤维素胶的纳m复合技术，通过分子间协同作用构建多级网络结构，在流变调控、稳定性增强及功能集成方面实现突破，为高端牙膏产品提供了

创新解决方案。

二、协同作用机制：分子间相互作用与网络构建

氢键主导的超分子组装

HPAM 的酰胺基团（-CONH₂）与纤维素胶的羟基（-OH）通过氢键形成 “桥接” 结构，使两种高分子链段相互缠结。FTIR 分析显示，复合体系中氢键吸收峰（3400cm⁻¹

）强度较单一成分增加 40%，形成稳定的三维网络。

静电协同效应

阴离子型 HPAM（离子度 40%）与阳离子纤维素胶（如聚季铵盐 - 10）复配，在水溶液中形成正负电荷对，增强分子间作用力。Zeta 电位测试显示，复合体系的表面电位

从 - 30mV 提高到 - 15mV，减少颗粒团聚。

纳m颗粒的增强作用

引入蒙脱土（MMT，粒径 20-50nm）形成 “核 - 壳” 结构，MMT 片层通过离子键与 HPAM / 纤维素胶吸附，增加网络节点密度。TEM 图像显示，MMT 在复合体系中

均匀分散，形成厚度 50-100nm 的界面层。

三、流变性能优化：从静态粘度到动态响应

剪切变稀与触变恢复

旋转流变仪测试显示，0.3% HPAM 与 0.2% 纤维素胶复配后，牙膏膏体的粘度从 8000mPa・s 提高到 25000mPa・s，屈服应力达 400Pa。在剪切速率 100s⁻¹ 时，粘度保

留率 75%，静置 30 秒后恢复率 98%，确保膏体易挤出且不滴漏。

温度响应调控

引入温敏性单体 N - 异丙基丙烯酰胺（NIPAM）合成的 HPAM 衍生物，在 40℃时发生相转变，粘度提高 2 倍。这种智能特性使牙膏在夏季高温储存时保持结构稳定，冬季

低温使用时粘度适度减少，提高用户体验。

挤出成型性优化

3D 打印实验表明，纳m复合体系的挤出压力减少 22%，层间粘结强度达 1.2MPa，成型精度 ±0.1mm。这种优异的加工性能为个性化牙膏包装（如渐变色膏体）提供了技术

支撑。

四、稳定性增强：物理与化学双重保障

抗分层与抗析水

离心稳定性测试（3000rpm×30min）显示，纳m复合体系的分层体积仅为 3%，显著优于传统增稠剂的 25%。HPAM 的高保水率（95%）与纤维素胶的空间位阻效应协同作

用，抑制水分迁移。

活性成分保护

HPAM 与纤维素胶形成的网络结构包裹氟化物（如单氟磷酸钠），延缓其释放速率。溶出度实验显示，复合体系的氟离子释放半衰期从 2 小时延长到 6 小时，提高防龋xiao

果。同时，网络结构抑制维生素 C 的氧化，使保质期从 12 个月延长到 18 个月。

极端条件耐受性

在 - 10℃到 50℃环境中，纳m复合体系的粘度波动控制在 ±10% 以内。引入海藻酸钠（0.2%）形成 “双网络” 结构，将温敏稳定性提高 30%，确保产品在全球不同气候区

域的货架期稳定。

五、配方优化与性能验证

基础牙膏配方

成分：水 60%、山梨糖醇 20%、二氧化硅磨料 15%、HPAM（0.3%）、纤维素胶（0.2%）、甘油 3%

性能：粘度 22000mPa・s，触变恢复率 98%，离心稳定性（3000rpm×30min）无分层，氟离子释放半衰期 6 小时

美bai牙膏配方

成分：水 55%、焦磷酸四钠 3%、HPAM（0.4%）、纤维素胶（0.25%）、过氧化脲 1%

性能：美baixiao果（ΔE 值）提高 30%，有效成分保留率 90%（6 个月），经表皮失水量（TEWL）减少 40%

儿童防蛀牙膏

成分：水 70%、木糖醇 10%、HPAM（0.35%）、纤维素胶（0.2%）、氟化钠 0.15%

性能：抗酸蚀能力（pH 4.5 人工唾液浸泡 24h）提高 50%，急性毒性（LD50>5000mg/kg）符合儿童用品标准

高粘聚丙烯酰胺与纤维素胶的纳m复合技术，通过分子设计与协同作用，在牙膏膏体稳定性领域实现了突破性进展。其 “氢键桥接 - 静电协同 - 纳m增强” 的三重作用机制

，为高端牙膏产品提供了创新解决方案。