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(zhì)量監(jiān)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(zhì)量監(jiān)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?yàn)闄z測防曬產(chǎn)品的防曬指數(shù)提供一些科學(xué)的數(shù)據(jù)參考。在測定中筆者發(fā)現(xiàn)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(jìn)行簡單的區(qū)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(shí)間暴露在陽光下可能有皮膚曬傷、致癌等危險(xiǎn)，防曬霜就是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)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(qū)分效果明顯的產(chǎn)品，本文采用光譜分析技術(shù)對市面上存在的多種防曬霜的防曬效果進(jìn)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(qū)分不同種類防曬霜的作用。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)品

在本文研究中準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)儀器包括紫外可見光分光光度計(jì)、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(shí)驗(yàn)品包括國內(nèi)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(chǎn)品10份。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

由于常用的涂片法無法得到穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此我們采用混合溶劑法，防曬產(chǎn)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(shí)驗(yàn)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(diào)試好的紫外線可見光分光廣度計(jì)中測量290-400nm的波長范圍紫外線透光率。

1.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

利用光譜分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，但是在實(shí)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(shí)驗(yàn)過程中擴(kuò)大測定范圍，截取200-500nm波長的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在數(shù)據(jù)處理后選擇290-400nm的波長數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 三種不同型號樣品SPF、PA指數(shù)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(zhì)區(qū)別在于每種產(chǎn)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(lián)系。

2.2 不同品牌相同SPF參數(shù)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(shù)的樣品透光率進(jìn)行比較，三種樣品的透光率曲線呈現(xiàn)明顯差異，說明這三種產(chǎn)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(chǎn)品透光率匯總

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

表1 部分產(chǎn)品透光率匯總

3 討論

SPF和PA指數(shù)分別是指反映防曬霜產(chǎn)品對中波紫外線UVB和長波紫外線UVA的抵抗能力，不同參數(shù)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(dǎo)致防曬產(chǎn)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(chǎn)品進(jìn)行透光率測定，得到的結(jié)果是光譜法能夠很好的區(qū)分不同SPF值的防曬霜，那么這種產(chǎn)品對人究竟能夠起到什么樣的作用。我們不凡設(shè)想對于某一個(gè)人而言，皮膚受到紫外線照射后首次出現(xiàn)紅斑所需要的中波紫外線劑量是定值Σ，在某個(gè)時(shí)間和地點(diǎn)，單位時(shí)間內(nèi)所受到的紫外線劑量為?，在沒有使用防曬霜的情況下，經(jīng)過x小時(shí)之后，皮膚首次出現(xiàn)紅斑，可以得到Σ=x?,此時(shí)使用SPF值為N的防曬霜（劑量為2mg·cm-2），經(jīng)過N×x小時(shí)之后，皮膚首次出現(xiàn)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(shí)間內(nèi)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(shù)的倒數(shù)。

根據(jù)上述討論結(jié)果，我們知道可以通過非常簡單的方式計(jì)算出防曬霜的SPF值，如果某一種防曬霜產(chǎn)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(shù)比較

圖2 三種不同品牌相同SPF參數(shù)的樣品透光率比較

結(jié)論：

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)、公式推導(dǎo)，我們可以更加清晰的得到防曬霜產(chǎn)品透光率與防曬系數(shù)的關(guān)系，對市面上存在的產(chǎn)品進(jìn)行透光率分析，就能夠得到該種產(chǎn)品的防曬指數(shù)，就能夠更準(zhǔn)確的判斷哪種產(chǎn)品的防曬效果更好。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出樣品6的透光率明顯高于其他產(chǎn)品，其防曬效果最差，正是因?yàn)樗侨裏o產(chǎn)品，所以在防曬效果上并不好，所以消費(fèi)者在購買過程中應(yīng)該選擇有質(zhì)量保障的產(chǎn)品，從數(shù)據(jù)上看，其他品牌產(chǎn)品的防曬效果區(qū)別并不大，可以放心使用。

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