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類  別：

化妝品工業(yè)

作  者：

關(guān)鍵詞：

化妝品,表面活性劑

【內(nèi)容】

    化妝品是直接與人體皮膚接觸的產(chǎn)品，而且是大面積地發(fā)生接觸還有，為了增加其功效性，在產(chǎn)品中往往都加入皮膚滲透劑，使有效成分能夠直達(dá)皮膚深層。在這種情況下，如果出現(xiàn)安全性問(wèn)題，效果可想而知。輕則皮膚過(guò)敏，嚴(yán)重者損害皮膚，個(gè)別甚至導(dǎo)致毀容!

    特別是現(xiàn)代人的生活水平提高了，生活質(zhì)量上了檔次，對(duì)美容護(hù)膚產(chǎn)品的要求自然越來(lái)越高，不但要能夠滿足特定的使用功能，比如除油去污、滋潤(rùn)皮膚、美白去斑和減肥瘦身等，同時(shí)還要求產(chǎn)品十分安全可靠。這種對(duì)安全性的要求已經(jīng)不僅僅停留在不傷害皮膚和頭發(fā)、不產(chǎn)生皮膚過(guò)敏等“表觀”方面，還進(jìn)一步發(fā)展到要求不能夠產(chǎn)生比較長(zhǎng)遠(yuǎn)的“慢性”傷害方面。不能有毒素積累、不能有色素沉著、不能讓皮膚變粗、不能讓發(fā)質(zhì)變壞，這些都成了消費(fèi)者的普遍要求，也成為選擇化妝品品牌的重要因素。

    對(duì)于產(chǎn)品安全質(zhì)量出現(xiàn)的問(wèn)題不單單是要求退貨和醫(yī)療補(bǔ)償那么簡(jiǎn)單，不少消費(fèi)者已經(jīng)懂得拿起法律武器或者利用新聞媒體的公眾影響力維護(hù)自己的合法權(quán)益，向不良產(chǎn)品的生產(chǎn)商和銷售商討“說(shuō)法”，追究其法律責(zé)任。所以化妝品產(chǎn)品的安全性是一個(gè)很大的問(wèn)題，必須引起足夠的重視。

    對(duì)化妝品安全性產(chǎn)生比較大影響的因素包括：原材料的品種、原材料的用量、原材料的純度、原材料的搭配等方面。

1  原材料的品種對(duì)安全性的影響

    在化妝品的配方里，尤其是個(gè)人皮膚與頭發(fā)洗滌用品的配方里大量使用到各種各樣的表面活性劑。從宏觀的角度來(lái)說(shuō)，任何一類表面活性劑都可以在化妝品和洗滌用品中發(fā)揮作用，因?yàn)樗鼈兓蚨嗷蛏俚囟季哂薪档捅砻鎻埩?、界面吸附、膠團(tuán)化等物理化學(xué)特性以及潤(rùn)濕、加溶、乳化、滲透、去油、去污等應(yīng)用性能，能夠滿足制造各種膏霜、乳液產(chǎn)品的一般需要，所以理論上都可以考慮選擇使用?？墒钦驹诎踩缘慕嵌葋?lái)考慮問(wèn)題，配方設(shè)計(jì)人員在選擇使用表面活性劑的時(shí)候其實(shí)是要受到很多限制的。

    以烷基磺酸鹽為例。烷基磺酸鹽的通式為RS0₃M，其中R可以是直鏈烴、支鏈烴基或烷基苯；M—Na、K、Ca、HN(CH₂CH₂0H)₂。這是應(yīng)用得最多的一類陰離子表面活性劑，比較典型的產(chǎn)品是烷基磺酸鈉和烷基苯磺酸鈉。它的化學(xué)穩(wěn)定性很好，表面活性也很強(qiáng)，在水中的溶解度大，有良好的發(fā)泡性和非凡的洗滌力，成為配制各類紡織品用合成洗滌劑的主要活性物質(zhì)。同時(shí)由于來(lái)源于石油原料，生產(chǎn)規(guī)模大，是一種廉價(jià)的洗滌劑原料，可以降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，性價(jià)比非常之高。特別是當(dāng)烷基磺酸鹽的疏水基不同時(shí)，可以表現(xiàn)出不同的表面活性，可分別作為乳化劑、潤(rùn)濕劑、發(fā)泡劑、洗滌劑等使用。這類表面活性劑應(yīng)該是很優(yōu)秀的原料，但恰好在對(duì)人體的安全性方面存在明顯的缺陷。大量的醫(yī)學(xué)研究報(bào)告顯示，烷基磺酸鹽對(duì)人的皮膚有較強(qiáng)的脫脂和刺激作用，單獨(dú)使用來(lái)配制洗發(fā)香波會(huì)損害發(fā)質(zhì)，令頭發(fā)過(guò)分干燥而變脆，容易發(fā)生斷裂，用來(lái)配制沐浴液會(huì)引起對(duì)皮膚的刺激并且產(chǎn)生皮膚繃緊、發(fā)癢等不舒服的感覺(jué)。由于有這些安全問(wèn)題，這類優(yōu)秀的表面活性劑不適合用作化妝品的原料。

    在烷基磺酸鹽的分子結(jié)構(gòu)中插入聚氧乙烯鏈后得到的烷基聚氧乙烯硫酸鹽[-R(OCH₂CH₂)_nOS0₃H]的安全性得到改善。這類陰離子表面活性劑的親水基團(tuán)除了硫酸鹽基OS0₃^-Na⁺以外，還帶有非離子表面活性劑的聚氧乙烯醚鏈<0CH₂CH₂b，水溶性更好并且同時(shí)兼有兩類表面活性劑的特性。泡沫豐富，有良好的去油去污性能，對(duì)皮膚的刺激性小，可以用于配制液洗類化妝品。典型的化合物是月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉(MES)，其化學(xué)結(jié)構(gòu)是：

該化合物將烷基磺酸鹽、脂肪酸鹽以及烷基聚氧乙烯醚三莢表面活性劑的結(jié)構(gòu)集于一身，性能十分優(yōu)異。這是一種性能溫和、生物降解好、發(fā)泡力強(qiáng)的表面活性劑。它不僅本身刺激性小，而且在配伍時(shí)可以降低硫酸酯類表面活性劑的刺激性，可用于配制高檔香波和化妝品。   

很有意思的是將烷基磺酸鹽(RS0₃M)中的R基由飽和烴換成不飽和烴的時(shí)候，原有的安全性問(wèn)題可以得到很大程度的緩解，變成可以在化妝品中使用的表面活性劑。α-烯基磺酸鹽(AOS，RCH—CHCH₂S0₃Na)就是一個(gè)很好的例子。AOS和烷基磺酸鹽有基本相同的臨界膠束濃度(cmc)，同樣具有優(yōu)良的表面活性。AOS的水溶解性能比較優(yōu)良，潤(rùn)濕能力比很多常用的陰離子表面活性劑好，具有優(yōu)異的發(fā)泡能力和鈣皂分散力。AOS的去污力也相當(dāng)強(qiáng)，而且能夠抗硬水。在AOS結(jié)構(gòu)中有C—S連接形式，因而化學(xué)穩(wěn)定性好，它與各種非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑都有良好的配伍性能。AOS與酶也有良好的協(xié)同作用，生物降解速度和最終生物降解度均明顯高于烷基磺酸鹽，不會(huì)污染環(huán)境。重要的是大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，AOS無(wú)論是對(duì)人體還是環(huán)境來(lái)說(shuō)都是安全的。AOS的急性毒性LDs0值(半數(shù)致死量)比烷基磺酸鹽低幾倍。在皮膚刺激性方面，通過(guò)帖敷實(shí)驗(yàn)得出表面活性劑的刺激性順序一般是LAS>AOS>AES。比較LAS(烷基磺酸鹽)、AS(脂肪醇硫酸鹽)和AOS(烯基磺酸鹽)對(duì)眼睛的刺激性，LAS和AS在0．1％VA-k時(shí)，對(duì)眼睛黏膜有明顯的刺激。而AOS在0.1％濃度時(shí)，僅有少量充血。所以AOS適合使用在化妝品產(chǎn)品中，用于配制洗發(fā)水、沐浴液、液體肥皂、洗手液和其他個(gè)人清潔用品。在現(xiàn)代的化妝品配方中使用安全可靠的天然表面活性劑正逐步成為時(shí)尚。烷基糖苷(APG)是近年才開(kāi)發(fā)的一類綠色環(huán)保型非離子表面活性劑，它采用來(lái)自天然油脂的高級(jí)脂肪醇與來(lái)自天然淀粉的葡萄糖作為原料制備而成，它的親水基是糖鏈上的羥基，親油基是連接在糖苷上的烷基。由于其糖類成分和高級(jí)醇都來(lái)源于天然產(chǎn)物，APG最顯著的特點(diǎn)之一就是毒性很低和對(duì)人體皮膚、眼睛刺激性極小。是一類很溫和的表面活性劑，有較好的去污和起泡性能，用于配制低刺激性的香波、沐浴液和潔面用品。APG也經(jīng)常被用作乳化劑，用于制造膏霜、乳液產(chǎn)品。

脂肪酸皂是最古老的表面活性劑之一，化妝品中的香皂，由于原料來(lái)源豐富、使用方便、去污效果好、價(jià)格便宜、花樣品種多等特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外仍然是重要的皮膚清潔用品。脂肪酸皂作為日用品已經(jīng)使用了好幾個(gè)世紀(jì)了，但至今仍然還有生命力。除了單獨(dú)使用以外，還作為添加劑與合成洗滌劑一起復(fù)配使用，改善后者的性能。香皂之所以長(zhǎng)盛不衰，除了上述因素以外，它對(duì)人體皮膚刺激性低是一個(gè)不容忽視的原因，它是安全度比較高的表面活性劑。          

2原材料的用量對(duì)安全性的影響

    上面提到的很多品種的表面活性劑在正常情況下使用對(duì)人體應(yīng)該是安全的，但并不代表可以無(wú)限量地使用，超過(guò)了某種限度可能會(huì)引起質(zhì)的變化。

    就一般性質(zhì)而言，陽(yáng)離子表面活性劑具有表面活性劑的共同性質(zhì)，即能夠吸附在表面或者界面上并且降低表面張力，在溶液中形成膠團(tuán)，表現(xiàn)出潤(rùn)濕、增溶、乳化、分散等特性。不過(guò)，陽(yáng)離子表面活性劑最突出的性能是具有抗靜電和殺菌能力，所以陽(yáng)離子表面活性劑，例如單長(zhǎng)鏈烷基季銨鹽，常用作柔軟劑和抗靜電劑，在洗發(fā)香波和護(hù)發(fā)素中作為頭發(fā)調(diào)理劑使用，效果非常好。正因如此，有的人為了增強(qiáng)頭發(fā)調(diào)理效果，片面增加單長(zhǎng)鏈烷基季銨鹽的使用量，結(jié)果卻引起頭皮發(fā)癢、刺激皮膚和眼睛等現(xiàn)象。不要忘記，季銨鹽類陽(yáng)離子表面活性劑本身是殺菌劑!十二烷基二甲基芐基氯化銨就是公共場(chǎng)所、醫(yī)院、食品加工廠和化妝品廠經(jīng)常用來(lái)消毒的殺菌劑——“潔爾滅”，帶有一定的毒性，超量使用當(dāng)然容易對(duì)人體產(chǎn)生影響。

    表面活性劑的急性毒性一般由大白鼠之類小動(dòng)物的急性LD。。值(半數(shù)致死量)來(lái)表示，表1中列出了若干種表面活性劑對(duì)大白鼠的口服毒性數(shù)據(jù)。

表1若干種表面活性劑對(duì)大白鼠的口服毒性

    當(dāng)然，這些數(shù)據(jù)是表面活性劑經(jīng)過(guò)口直接進(jìn)入人體消化系統(tǒng)所產(chǎn)生的毒害，而化妝品是經(jīng)過(guò)皮膚向人體內(nèi)部滲透的，攝入渠道不同，毒性要低得多，一般情況下還是安全的。這里引用這組數(shù)據(jù)的目的是想給讀者灌輸一個(gè)概念：表面活性劑的毒性是與使用量有關(guān)聯(lián)的，超過(guò)一定量還是有毒性的。一般陰離子表面活性劑的毒性高于肥皂5～10倍。非離子表面活性劑的毒性和陰離子表面活性劑的毒性大體相同。

    其實(shí)，不管程度如何，表面活性劑對(duì)人體皮膚和眼睛都是有刺激的。通過(guò)表面活性劑的皮膚帖敷實(shí)驗(yàn)，得出表面活性劑的刺激性順序一般是：陽(yáng)離子>陰離子>兩性離子≈非離子。在同系物中按C₁₂>C₁₄>C₁₆≈C₁₈順序減弱。刺激的強(qiáng)弱存在定量關(guān)系。以相對(duì)比較安全的a-烯基磺酸鹽(AOS)為例，比較LAS、AS和AOS對(duì)眼睛的刺激性，LAS和AS在0．1％以上時(shí)，對(duì)眼睛黏膜有明顯的刺激。而AOS在0．1％濃度時(shí)，僅有少量充血，AOS在0．5％濃度時(shí)對(duì)眼黏膜有明顯的刺激。在低濃度時(shí)3種表面活性劑均不刺激眼黏膜，經(jīng)漂洗后可使刺激性全部消失。

3原材料的純度對(duì)安全性的影響

    上面提到，就一般情況而言，目前市場(chǎng)上大多數(shù)正在使用的表面活性劑品種對(duì)人體來(lái)說(shuō)基本上都是安全的。要留意的是這句話的前提是表面活性劑必須是純凈的物質(zhì)，也就是說(shuō)成分要單一，不能有其他雜質(zhì)摻和在內(nèi)。問(wèn)題在于在各種表面活性劑的工業(yè)化生產(chǎn)的過(guò)程中，由于工藝技術(shù)的差異，產(chǎn)品的純度會(huì)產(chǎn)生比較大的變化，化學(xué)成分是不盡相同的，有可能影響到產(chǎn)品的安全性。

    烷基酰醇胺(6501)具有穩(wěn)定泡沫、顯著增加液體產(chǎn)品的稠度等功能，是在香波、沐浴液等洗滌類化妝品產(chǎn)品中使用最廣泛的一類非離子表面活性劑。工業(yè)生產(chǎn)上有3種工藝可以采用，雖然產(chǎn)物的主要成分都是烷基酰醇胺[分子結(jié)構(gòu)式為RCON(CH₂CH₂OH)₂]，但是采用不同工藝技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品，其他成分差別巨大，有些可以護(hù)膚，而另外一些卻是損膚的!下面對(duì)此做簡(jiǎn)單的介紹。

    (1)酯交換法

    最具代表性的品種月桂酰二乙醇胺是由天然椰子油或棕櫚仁油經(jīng)甲酯交換去除甘油后再與二乙醇胺反應(yīng)制備的，工藝原理如下。

    在生產(chǎn)過(guò)程中副產(chǎn)物甘油和甲醇比較容易被去除，產(chǎn)物純度可以達(dá)到95％以上。就算有少量殘留的甘油和甲醇，對(duì)人體的皮膚也不會(huì)有什么大影響。顯然，采用該工藝生產(chǎn)的月桂酰二乙醇胺(6501)是安全的。

  (2)直接酯化法

  月桂酰二乙醇胺也有用合成十二碳酸與二乙醇胺直接酯化制取的，工藝原理如下。

    由于所使用的原料都是化學(xué)合成出來(lái)的，本身的純度可以做得很高，反應(yīng)過(guò)程是簡(jiǎn)單的一步反應(yīng)，酸性物質(zhì)和堿性物質(zhì)反應(yīng)比較完全，產(chǎn)品的純度更高。副產(chǎn)物是水，殘留物也只有少量的月桂酸和二乙醇胺，對(duì)人體的皮膚也不會(huì)有什么大影響。所以，采用該工藝生產(chǎn)的月桂酰二乙醇胺(6501)也是安全的。

(3)直接胺化法

    將椰子油和二乙醇胺混合，加入氫氧化鉀做催化劑，直接加熱反應(yīng)制造月桂酰二乙醇胺。

    這是一種最簡(jiǎn)單、最廉價(jià)的生產(chǎn)方法，成本很低，經(jīng)常被小規(guī)模的化工廠使用。該工藝最大的問(wèn)題是作為催化劑的氫氧化鉀在反應(yīng)后很難分離出來(lái)。氫氧化鉀屬?gòu)?qiáng)堿性物質(zhì)，留在月桂酰二乙醇胺中會(huì)對(duì)嬌嫩的皮膚造成傷害。用這種工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品對(duì)人體是不安全的，只能用作紡織助劑使用。

    表面活性劑之間的合理搭配可以減輕對(duì)皮膚和眼睛的刺激性，對(duì)提高表面活性劑的安全性也有一定的影響。