復合化化工材料在化妝品中的應用現狀

＊舒航 岳瑞豐 張可擎

（河南應用技術職業學院 河南 450042）

引言

近年來，亞太地區化工合成材料行業發展迅速，在2015年的時候就已經超過其他地區，躍居世界第二大化工產品市場份額，到2020年達到了18億美元，與美國的差距進一步縮小。隨著人均收入的提高和工業化的迅速發展，亞太地區有望成為化學合成領域中發展最快的市場。目前大多數的化妝品都具有抗老化、祛斑、祛痘、防曬、防紫外線、增白、潤膚等功效。隨著人民生活水平的提高，化妝品的需求量也在增加，人們對精致美好生活的追求越來越多，化妝品的使用也越來越頻繁。在一種化妝品中，除了添加新的物質以外，還可以改變原有的成份和添加方法，從而提高化妝品的效果。

1.復合化化工材料

（1）化工復合材料行業前景及現狀。當前，我國新型復合材料發展面臨三個困境。一是原材料基礎薄弱，比如各種高檔樹脂、碳纖維材料的國產化力度不夠，而碳纖維的尺寸一直被限制；二是復合費用較高，制約了復合材料的廣泛應用，導致生產成本偏高；三是設計理論上的落后，原材料是復合材料的基礎，而碳纖維是主要的增強材料，其工業化速度相對緩慢。隨著新產品的不斷發展與應用，新材料的研制與應用日益成為當務之急。低成本是復合材料擴展應用的先導，但由于成本太高，已經成為制約復合材料推廣應用的瓶頸，自主開發的自動化技術是關鍵，而復合材料的制造工藝相對于金屬材料來說更為復雜，因此必須采取一種獨特的設計思路，發展有效的設計理念，是改善復合材料應用效率與技術水平的關鍵。

（2）化工復合材料行業需求分析。化工相關的產品都是從國外進口，在市場上存在巨大的缺口，但是化工復合材料的技術含量高，研發和生產成本高，研發和資金周轉周期長，國內很少有企業能夠承擔，主要依靠國外技術引進進行生產加工。近年來，新材料的研究主要集中在對材料進行表面加工、制備高功能材料、包覆化合物、新型復合材料等方面。在化妝品領域，它的作用是提高化妝品粉末的潤濕性、分散性、耐水性或抗皮脂性，或通過改變粉末的形態，提高粉末與肌膚的附著性、透明度，減輕對肌膚的刺激。

（3）復合化技術。將復合方法分成兩種：混合法和高速空氣沖擊法。混合法是將需要復配的粉末先在攪拌機上攪拌，然后用離心或旋轉式球磨機進行加工。在此基礎上，利用高速旋轉的轉子和循環回路，將機械能、熱能有效地傳輸到粉末顆粒上，從而在較短的時間內完成對粉末的固定成膜。采用此工藝，可以將氧化鐵，氧化鋅與球形聚氣材料進行復合，得到分散、覆蓋、使用感覺良好的粉末。

2.化妝品的分類與設計原則

(1)分類

①護理類化妝品。在指甲、皮膚、毛發、口唇等部位上使用，起到保養、修飾和保持良好狀態的作用。（注：精華液、護手霜、面霜等都是護膚品）。②美容類化妝品。在皮膚、毛發、指甲、指甲、口唇等部位上，通過涂抹、噴灑或其它相似的方式，起到散發香味、美化妝容、修飾妝容、改變妝容、呈現良好狀態和精神面貌的作用。③清潔類化妝品。用涂抹、噴灑或其它相似的方式涂在皮膚、毛發、指甲、口唇等部位，以達到潔凈、修正人體氣味、保持健康狀態的化妝品。

(2)設計原則

①安全性原則。化妝品是與人體直接接觸的產品，在原材料的選用和生產過程中，應遵循安全、衛生、舒適的原則，盡量不要使用對人體有害的原材料，以免對人體健康造成更大的危害。同時，化妝品中含有鉛、汞等重金屬化合物、化妝品的防毒劑，比如含氯有機物等，對身體健康也是有害的，對皮膚健康也有很大的危害。②功能性原則。化妝品最基本的作用就是清潔皮膚和頭發，這可不是只有這兩種效果的，必須要有護膚和預防疾病的效果，現在護膚已經成為了大眾的共識，生活越來越美好，人們對生活的追求也越來越高，對美的追求也越來越高，對皮膚和容貌的要求也越來越高。因此，現在的化妝品都在向功能化、營養化方向發展，如營養霜、面膜、營養洗發水等。③穩定性原則。化妝品的配方中含有一定的營養物質，如果長期存放，就會產生霉菌、細菌等，所以一定要加入抗氧化劑、殺菌劑，避免在貯存過程中造成霉變而造成傷害。常用的消毒方法有氯消毒、紫外線消毒、臭氧消毒等，不同的消毒方法也有不同的消毒目標。④時代性原則。化妝品的使用是一個時代的一個重要標志，隨著時代的發展，人們對化妝品的選擇也越來越注重時尚和個性化，因此，新的產品、新的劑型要適應這個需求和發展。⑤使用感原則。化妝品與人的肌膚有直接的接觸，除了要符合以上的情節和美化要求之外，還要具有舒適和愉悅的感覺，否則會影響人的情緒和精神狀態，因此，化妝品的使用感覺也是最基本的要求。

3.復合化化工材料在化妝品中的應用

（1）在防曬化妝品中的應用。隨著人們對紫外線的了解危害越來越多，如何有效地防止紫外線對肌膚造成損害，就成了一個非常重要的問題。所以，具有防紫外線的化妝品越來越受到人們的關注。防紫外線材料主要有無機粉體和有機化合物兩類。無機防紫外線粉末是一種反射類型的粉末，如超微氧化鋅、超微鐵等。其中，對氨基安息香酸的衍生物主要為肉桂酸類化合物。最近有一種新型的具有高功能性的防紫外線材料，將其與其他材料混合而成。有機紫外光吸收劑與無機防紫劑比較，其吸光性、透光性、使用感均較好，但其安全性及對肌膚的刺激性均不及無機防曬劑，故其使用受到一定的限制。對于波長較短的紫外線，其吸收能力較強，反之則較弱。一種高效的無機防紫外粉末的制備方法是將其超微粒化，或用硅油對其進行處理。這種方法可以改善粉末在皮膚上的附著性，抑制光催化劑的作用但微粒的粘附性很好，分散性差使皮膚感到不適，為了解決這些問題、將氧化鐵、氧化鋅與其它聚合物粉體或無機粉體通過機械化學的方法復合。它與未經處理的微細粒氧化鋅相比，凝聚力小，抗紫外線能力沒有降低，延展性、透明度、使用感也很優越。采用相同的工藝處理氧化鐵、聚合物或無機粉末，可以得到優異的復合粉末，將云母和抗紫外金屬氧化物混合加熱，使其具有良好的透明性和耐濕性，或采用沉淀法將氧化鋅沉淀在云母的表面，從而可以制備出一種新型的防紫外線復合材料。

（2）在粉餅方面的應用。粉餅一方面隱藏了面部的色素形成雀斑，另一方面也賦予了皮膚美麗的色彩，隨著人們對紫外線對皮膚的負面作用的深刻理解，其在化妝品中起到了很大的作用。在抗紫外線方面，粉餅的研究方向是抗汗、抗水、抗皮脂類產品，所以，粉餅所用的粉末表面應采用經過處理、耐水、耐皮脂的處理。含氟有機高分子化合物處理——因為油脂的分泌，化妝品的涂層被潤濕，從而使化妝品的耐用性下降，所以，抗油脂性很重要，用硅油處理的粉末，耐油性很好，但是耐皮脂性很差，用有機氟化物處理的粉末，其耐皮脂性相當好。硅油處理粉體——近年來，用氫二烯聚硅氧烷對粉末進行表面改性，并將其與未經處理的粉末進行對比，發現其抗水性能有明顯的改善。

（3）N,O-羧甲基殼聚糖的應用。N,O-羧甲基殼聚糖與二醛（乙二醛、戊二醛）交聯而成的凝膠，其黏度及固化時間易于控制。N,O-羧甲基殼聚糖取代率低于1，在0.4～0.8范圍內，因此，它的分子結構中仍然存在一定的游離氨基酸和羥基，并且具有一定的陽離子和抗靜電性能。N,O-羧甲基殼聚糖為水溶性物質，其溶解度與pH值無關，其潤濕性與透明質酸相似，可形成薄膜，起乳化、穩定、增稠性，適合于各種化妝品膏、乳、霜的配方，與各種成份的相容性良好。

以下為配方實例：

①保濕潤膚露（質量分數%）。2.0%的氫化毛脂、3.0%的硬脂酸、3.5%的硬脂酸、0.5%的香料、5.0%的三乙醇胺、3.0%的N,O-羧甲基殼聚糖、防腐劑、100%的脫離子水。由于羧甲基殼聚糖具有良好的潤濕力，能在肌膚上形成一層平滑、柔軟的保護層，幫助改善干燥肌膚，并能增強皮膚細胞的活力，從而達到延緩皮膚老化、滋養皮膚的作用。②浴乳（質量分數%）：20.0%的十二烷基氨基丙基甜菜堿、30.0%的十二烷基硫酸三乙醇胺、1.5%的N,O-羧甲基殼聚糖、香料、防腐劑、100%的脫離子水、檸檬酸調到pH6.5。此配方具有清潔皮膚、潤膚、消除疲勞的作用。適用于所有皮膚，以及干燥、缺水的皮膚。

（4）超細復合微粒在化妝品中的應用。TiO2復合顆粒在很多化妝品的配方中，添加了大量的高分子塑料粉末（從百分之幾到四十），其主要用途是提高化妝品的平滑和分散性能。若將TiO2顆粒復合（粘附、鑲嵌等）于該塑料顆粒的表面，則可提高該塑料顆粒的作用，并避免由于TiO2超細而造成的不良效應。

TiO2（和ZnO等）是一類具有較強的紫外線吸收光譜的材料，因而TiO2在日常光學保護產品中的應用越來越廣泛。但是，在另一方面，商業上可買到的TiO2的分散性能一般很差（嚴重的結塊）。這是非常不利的，因為TiO2在形成更大的團塊以后，會變得越來越弱，甚至會喪失對紫外線的吸收。為了改善TiO2的分散性能，需要使用硅油或脂肪酸等對TiO2進行表面處理。另外一種提高分散性能的辦法是在更大的塑膠顆粒（尼龍，PVC，PMMA等）表面上均勻的混合TiO2顆粒。TiO2起初被視為是一種惰性物質，只用作化妝品的增白劑。在之前的一些化妝品中，TiO2的含量居然達到了75%。隨著納米技術的不斷發展，二氧化鈦在防曬和光催化方面的應用越來越廣泛。

為了達到更高效、安全的防曬效果，必須對其特殊的光活度進行深入地研究。由于納米氧化鋅具有良好的防護效果，因此在UVA中的應用日益廣泛。然而，納米氧化鋅在粒徑、分散、光性能等方面仍有待改進。納米氧化鋅需要深入地了解它對皮膚的吸收，以及通過呼吸道和消化系統的吸收，從而更好地評價納米氧化鋅在防曬產品中的安全性。納米二氧化鈦和氧化鋅的防曬性能各有優劣，而且它們對紫外線的遮光性能也各不相同，所以想要達到更好的防曬性，需要要將這兩種產品組合在一起，才能更好地發揮防曬霜的作用。

4.結論

化妝品中的某些化學物質會對皮膚造成很大或潛在的傷害，因此，某些強調無防腐劑、香精、色素、純天然成分的化妝品，便成了一種流行趨勢，深受廣大關注健康人士的喜愛。隨著科技的進步，人們對制造科技產品的新材料的需求也越來越大。其實，就算是純天然的化妝品，也需要加入一些化學成分，比如防腐劑。如果沒有防腐劑，那么在使用期間，很可能會發生老化，皮膚一旦長期使用這些劣質的自然化妝品，就會導致皮膚出現各種問題，如皮膚無光澤、色斑、粉刺、紅腫、發炎等問題。因此，不能過量地使用化妝品，要盡可能地減少使用，同時要做好皮膚的保濕工作，避免皮膚過于干燥，否則不僅會使皮膚變得暗淡粗糙，還會加速皮膚老化，從而產生皺紋。新材料的復合化，應該是材料和結構的結合，結構和功能的結合，以適應新材料的輕質、高性能和多用途。新材料是21世紀的一個新興行業，新型材料技術的發展主要是復合型，而新型復合材料則是其發展的主要方向。新材料和新技術的應用不僅可以保護產品，而且可以提高經濟效益。