防曬霜紫外線透光率測定及防曬效果探析

謝嘉穎 朱家亮(廣州質量監督檢測研究院，廣東 廣州 510000)

防曬霜紫外線透光率測定及防曬效果探析

謝嘉穎 朱家亮(廣州質量監督檢測研究院，廣東 廣州 510000)

在本文研究中采用光譜分析法，定量研究各種防曬霜的紫外線透光率及其防曬效果，希望能夠為檢測防曬產品的防曬指數提供一些科學的數據參考。在測定中筆者發現就算防曬霜自身添加了不同類型的紫外線吸收劑紫外線散射劑，也是可以通過透光率曲線對其進行簡單的區分。

防曬霜；紫外線透光率；防曬效果

過量的太陽輻射會對人體健康造成一定程度的傷害，長時間暴露在陽光下可能有皮膚曬傷、致癌等危險，防曬霜就是在這樣的背景下應運而生，它在一定程度上可以防止太陽輻射對皮膚造成的傷害。然而在市面上有很多種類的防曬霜，為了更好的區分效果明顯的產品，本文采用光譜分析技術對市面上存在的多種防曬霜的防曬效果進行測定，以求通過測定速度快、效果好、成本低的方式測定出防曬霜的透光率和防曬效果，以區分不同種類防曬霜的作用。

1 實驗設計

1.1 實驗儀器及實驗品

在本文研究中準備的實驗儀器包括紫外可見光分光光度計、外分之一電光分析天平、無水乙醇分析純以及無水乙醚分析純，實驗品包括國內知名品牌防曬霜40份、國外知名品牌防曬霜40份以及三無產品10份。

1.2 實驗方法

由于常用的涂片法無法得到穩定的實驗數據，因此我們采用混合溶劑法，防曬產品中的油相材料能夠溶解在乙醚中，水相材料能夠溶解在酒精中，每份實驗樣品稱取100mg在50ml的容量瓶中，按照1:1的比例添加無水乙醇和無水乙醚制成混合溶液。最后將制成的溶液倒至1cm×1cm×5cm的石英比色池中，在調試好的紫外線可見光分光廣度計中測量290-400nm的波長范圍紫外線透光率。

1.3 實驗數據處理

利用光譜分析軟件對數據進行處理，但是在實際操作過程中可能會存在些許誤差，為了減小誤差存在，我們在實驗過程中擴大測定范圍，截取200-500nm波長的數據進行處理，在數據處理后選擇290-400nm的波長數據進行分析。

2 實驗結果

2.1 三種不同型號樣品SPF、PA指數比較

如圖1所示，三種不同型號防曬霜的SPF、PA有著明顯的不同，但是本質區別在于每種產品加入的紫外線吸收劑或散射劑劑量不同，由此可見防曬霜的防曬效果與透光率之間是有必然的聯系。

2.2 不同品牌相同SPF參數的樣品透光率比較

如圖2所示，將三種不同品牌相同SPF參數的樣品透光率進行比較，三種樣品的透光率曲線呈現明顯差異，說明這三種產品所添加的反射劑種類和劑量都有所不同。

2.3 部分品牌產品透光率匯總

根據我們收集的市面上防曬霜的種類，對其進行透光率測定，其中部分產品的透光率參數如表1所示。樣品1-樣品5都是品牌產品，只有樣品6是三無產品。

表1 部分產品透光率匯總

3 討論

SPF和PA指數分別是指反映防曬霜產品對中波紫外線UVB和長波紫外線UVA的抵抗能力，不同參數的防曬霜所添加的紫外線吸收劑和散射劑種類和劑量都會有所不同，導致防曬產品的透光率也會有所不同。圖1是對同一品牌不同類型的產品進行透光率測定，得到的結果是光譜法能夠很好的區分不同SPF值的防曬霜，那么這種產品對人究竟能夠起到什么樣的作用。我們不凡設想對于某一個人而言，皮膚受到紫外線照射后首次出現紅斑所需要的中波紫外線劑量是定值Σ，在某個時間和地點，單位時間內所受到的紫外線劑量為?，在沒有使用防曬霜的情況下，經過x小時之后，皮膚首次出現紅斑，可以得到Σ=x?,此時使用SPF值為N的防曬霜（劑量為2mg·cm-2），經過N×x小時之后，皮膚首次出現紅斑，如果此防曬霜對于290-320nm的中波紫外線透光率為T，那么單位時間內受到的紫外線輻射量為?T，由此可以得到Σ=Nx?T，綜上得到T=1/n，簡單的說就是防曬霜對某一波段紫外線的透光率就等于其防曬系數的倒數。

根據上述討論結果，我們知道可以通過非常簡單的方式計算出防曬霜的SPF值，如果某一種防曬霜產品的SPF值為20，那么其透光率就是5%，反射或吸收掉額紫外線就是95%，也就是說隨著SPF值的增加，能夠阻隔紫外線的幅度并不大。

圖1 三種不同型號樣品SPF、PA指數比較

圖2 三種不同品牌相同SPF參數的樣品透光率比較

結論：

根據上述實驗、公式推導，我們可以更加清晰的得到防曬霜產品透光率與防曬系數的關系，對市面上存在的產品進行透光率分析，就能夠得到該種產品的防曬指數，就能夠更準確的判斷哪種產品的防曬效果更好。從實驗數據可以看出樣品6的透光率明顯高于其他產品，其防曬效果最差，正是因為它是三無產品，所以在防曬效果上并不好，所以消費者在購買過程中應該選擇有質量保障的產品，從數據上看，其他品牌產品的防曬效果區別并不大，可以放心使用。

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