復(fù)合化化工材料在化妝品中的應(yīng)用現(xiàn)狀

＊舒航 岳瑞豐 張可擎

（河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院 河南 450042）

引言

近年來(lái)，亞太地區(qū)化工合成材料行業(yè)發(fā)展迅速，在2015年的時(shí)候就已經(jīng)超過(guò)其他地區(qū)，躍居世界第二大化工產(chǎn)品市場(chǎng)份額，到2020年達(dá)到了18億美元，與美國(guó)的差距進(jìn)一步縮小。隨著人均收入的提高和工業(yè)化的迅速發(fā)展，亞太地區(qū)有望成為化學(xué)合成領(lǐng)域中發(fā)展最快的市場(chǎng)。目前大多數(shù)的化妝品都具有抗老化、祛斑、祛痘、防曬、防紫外線、增白、潤(rùn)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(duì)精致美好生活的追求越來(lái)越多，化妝品的使用也越來(lái)越頻繁。在一種化妝品中，除了添加新的物質(zhì)以外，還可以改變?cè)械某煞莺吞砑臃椒?，從而提高化妝品的效果。

1.復(fù)合化化工材料

（1）化工復(fù)合材料行業(yè)前景及現(xiàn)狀。當(dāng)前，我國(guó)新型復(fù)合材料發(fā)展面臨三個(gè)困境。一是原材料基礎(chǔ)薄弱，比如各種高檔樹脂、碳纖維材料的國(guó)產(chǎn)化力度不夠，而碳纖維的尺寸一直被限制；二是復(fù)合費(fèi)用較高，制約了復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致生產(chǎn)成本偏高；三是設(shè)計(jì)理論上的落后，原材料是復(fù)合材料的基礎(chǔ)，而碳纖維是主要的增強(qiáng)材料，其工業(yè)化速度相對(duì)緩慢。隨著新產(chǎn)品的不斷發(fā)展與應(yīng)用，新材料的研制與應(yīng)用日益成為當(dāng)務(wù)之急。低成本是復(fù)合材料擴(kuò)展應(yīng)用的先導(dǎo)，但由于成本太高，已經(jīng)成為制約復(fù)合材料推廣應(yīng)用的瓶頸，自主開發(fā)的自動(dòng)化技術(shù)是關(guān)鍵，而復(fù)合材料的制造工藝相對(duì)于金屬材料來(lái)說(shuō)更為復(fù)雜，因此必須采取一種獨(dú)特的設(shè)計(jì)思路，發(fā)展有效的設(shè)計(jì)理念，是改善復(fù)合材料應(yīng)用效率與技術(shù)水平的關(guān)鍵。

（2）化工復(fù)合材料行業(yè)需求分析?；は嚓P(guān)的產(chǎn)品都是從國(guó)外進(jìn)口，在市場(chǎng)上存在巨大的缺口，但是化工復(fù)合材料的技術(shù)含量高，研發(fā)和生產(chǎn)成本高，研發(fā)和資金周轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)很少有企業(yè)能夠承擔(dān)，主要依靠國(guó)外技術(shù)引進(jìn)進(jìn)行生產(chǎn)加工。近年來(lái)，新材料的研究主要集中在對(duì)材料進(jìn)行表面加工、制備高功能材料、包覆化合物、新型復(fù)合材料等方面。在化妝品領(lǐng)域，它的作用是提高化妝品粉末的潤(rùn)濕性、分散性、耐水性或抗皮脂性，或通過(guò)改變粉末的形態(tài)，提高粉末與肌膚的附著性、透明度，減輕對(duì)肌膚的刺激。

（3）復(fù)合化技術(shù)。將復(fù)合方法分成兩種：混合法和高速空氣沖擊法?；旌戏ㄊ菍⑿枰獜?fù)配的粉末先在攪拌機(jī)上攪拌，然后用離心或旋轉(zhuǎn)式球磨機(jī)進(jìn)行加工。在此基礎(chǔ)上，利用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和循環(huán)回路，將機(jī)械能、熱能有效地傳輸?shù)椒勰╊w粒上，從而在較短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)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(jìn)行復(fù)合，得到分散、覆蓋、使用感覺(jué)良好的粉末。

2.化妝品的分類與設(shè)計(jì)原則

(1)分類

①護(hù)理類化妝品。在指甲、皮膚、毛發(fā)、口唇等部位上使用，起到保養(yǎng)、修飾和保持良好狀態(tài)的作用。（注：精華液、護(hù)手霜、面霜等都是護(hù)膚品）。②美容類化妝品。在皮膚、毛發(fā)、指甲、指甲、口唇等部位上，通過(guò)涂抹、噴灑或其它相似的方式，起到散發(fā)香味、美化妝容、修飾妝容、改變妝容、呈現(xiàn)良好狀態(tài)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(fā)、指甲、口唇等部位，以達(dá)到潔凈、修正人體氣味、保持健康狀態(tài)的化妝品。

(2)設(shè)計(jì)原則

①安全性原則?；瘖y品是與人體直接接觸的產(chǎn)品，在原材料的選用和生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)遵循安全、衛(wèi)生、舒適的原則，盡量不要使用對(duì)人體有害的原材料，以免對(duì)人體健康造成更大的危害。同時(shí)，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(jī)物等，對(duì)身體健康也是有害的，對(duì)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(fā)，這可不是只有這兩種效果的，必須要有護(hù)膚和預(yù)防疾病的效果，現(xiàn)在護(hù)膚已經(jīng)成為了大眾的共識(shí)，生活越來(lái)越美好，人們對(duì)生活的追求也越來(lái)越高，對(duì)美的追求也越來(lái)越高，對(duì)皮膚和容貌的要求也越來(lái)越高。因此，現(xiàn)在的化妝品都在向功能化、營(yíng)養(yǎng)化方向發(fā)展，如營(yíng)養(yǎng)霜、面膜、營(yíng)養(yǎng)洗發(fā)水等。③穩(wěn)定性原則。化妝品的配方中含有一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如果長(zhǎng)期存放，就會(huì)產(chǎn)生霉菌、細(xì)菌等，所以一定要加入抗氧化劑、殺菌劑，避免在貯存過(guò)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(biāo)。④時(shí)代性原則?；瘖y品的使用是一個(gè)時(shí)代的一個(gè)重要標(biāo)志，隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)化妝品的選擇也越來(lái)越注重時(shí)尚和個(gè)性化，因此，新的產(chǎn)品、新的劑型要適應(yīng)這個(gè)需求和發(fā)展。⑤使用感原則?；瘖y品與人的肌膚有直接的接觸，除了要符合以上的情節(jié)和美化要求之外，還要具有舒適和愉悅的感覺(jué)，否則會(huì)影響人的情緒和精神狀態(tài)，因此，化妝品的使用感覺(jué)也是最基本的要求。

3.復(fù)合化化工材料在化妝品中的應(yīng)用

（1）在防曬化妝品中的應(yīng)用。隨著人們對(duì)紫外線的了解危害越來(lái)越多，如何有效地防止紫外線對(duì)肌膚造成損害，就成了一個(gè)非常重要的問(wèn)題。所以，具有防紫外線的化妝品越來(lái)越受到人們的關(guān)注。防紫外線材料主要有無(wú)機(jī)粉體和有機(jī)化合物兩類。無(wú)機(jī)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(duì)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(jī)紫外光吸收劑與無(wú)機(jī)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(duì)肌膚的刺激性均不及無(wú)機(jī)防曬劑，故其使用受到一定的限制。對(duì)于波長(zhǎng)較短的紫外線，其吸收能力較強(qiáng)，反之則較弱。一種高效的無(wú)機(jī)防紫外粉末的制備方法是將其超微粒化，或用硅油對(duì)其進(jìn)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(wèn)題、將氧化鐵、氧化鋅與其它聚合物粉體或無(wú)機(jī)粉體通過(guò)機(jī)械化學(xué)的方法復(fù)合。它與未經(jīng)處理的微細(xì)粒氧化鋅相比，凝聚力小，抗紫外線能力沒(méi)有降低，延展性、透明度、使用感也很優(yōu)越。采用相同的工藝處理氧化鐵、聚合物或無(wú)機(jī)粉末，可以得到優(yōu)異的復(fù)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(fù)合材料。

（2）在粉餅方面的應(yīng)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(duì)紫外線對(duì)皮膚的負(fù)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(chǎn)品，所以，粉餅所用的粉末表面應(yīng)采用經(jīng)過(guò)處理、耐水、耐皮脂的處理。含氟有機(jī)高分子化合物處理——因?yàn)橛椭姆置冢瘖y品的涂層被潤(rùn)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(jī)氟化物處理的粉末，其耐皮脂性相當(dāng)好。硅油處理粉體——近年來(lái)，用氫二烯聚硅氧烷對(duì)粉末進(jìn)行表面改性，并將其與未經(jīng)處理的粉末進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)其抗水性能有明顯的改善。

（3）N,O-羧甲基殼聚糖的應(yīng)用。N,O-羧甲基殼聚糖與二醛（乙二醛、戊二醛）交聯(lián)而成的凝膠，其黏度及固化時(shí)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(nèi)，因此，它的分子結(jié)構(gòu)中仍然存在一定的游離氨基酸和羥基，并且具有一定的陽(yáng)離子和抗靜電性能。N,O-羧甲基殼聚糖為水溶性物質(zhì)，其溶解度與pH值無(wú)關(guān)，其潤(rùn)濕性與透明質(zhì)酸相似，可形成薄膜，起乳化、穩(wěn)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(shí)例：

①保濕潤(rùn)膚露（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%）。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(rùn)濕力，能在肌膚上形成一層平滑、柔軟的保護(hù)層，幫助改善干燥肌膚，并能增強(qiáng)皮膚細(xì)胞的活力，從而達(dá)到延緩皮膚老化、滋養(yǎng)皮膚的作用。②浴乳（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%）：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(diào)到pH6.5。此配方具有清潔皮膚、潤(rùn)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(xì)復(fù)合微粒在化妝品中的應(yīng)用。TiO2復(fù)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(fù)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(xì)而造成的不良效應(yīng)。

TiO2（和ZnO等）是一類具有較強(qiáng)的紫外線吸收光譜的材料，因而TiO2在日常光學(xué)保護(hù)產(chǎn)品中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但是，在另一方面，商業(yè)上可買到的TiO2的分散性能一般很差（嚴(yán)重的結(jié)塊）。這是非常不利的，因?yàn)門iO2在形成更大的團(tuán)塊以后，會(huì)變得越來(lái)越弱，甚至?xí)适?duì)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(duì)TiO2進(jìn)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(zhì)，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(dá)到了75%。隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，二氧化鈦在防曬和光催化方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

為了達(dá)到更高效、安全的防曬效果，必須對(duì)其特殊的光活度進(jìn)行深入地研究。由于納米氧化鋅具有良好的防護(hù)效果，因此在UVA中的應(yīng)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(jìn)。納米氧化鋅需要深入地了解它對(duì)皮膚的吸收，以及通過(guò)呼吸道和消化系統(tǒng)的吸收，從而更好地評(píng)價(jià)納米氧化鋅在防曬產(chǎn)品中的安全性。納米二氧化鈦和氧化鋅的防曬性能各有優(yōu)劣，而且它們對(duì)紫外線的遮光性能也各不相同，所以想要達(dá)到更好的防曬性，需要要將這兩種產(chǎn)品組合在一起，才能更好地發(fā)揮防曬霜的作用。

4.結(jié)論

化妝品中的某些化學(xué)物質(zhì)會(huì)對(duì)皮膚造成很大或潛在的傷害，因此，某些強(qiáng)調(diào)無(wú)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(shì)，深受廣大關(guān)注健康人士的喜愛(ài)。隨著科技的進(jìn)步，人們對(duì)制造科技產(chǎn)品的新材料的需求也越來(lái)越大。其實(shí)，就算是純天然的化妝品，也需要加入一些化學(xué)成分，比如防腐劑。如果沒(méi)有防腐劑，那么在使用期間，很可能會(huì)發(fā)生老化，皮膚一旦長(zhǎng)期使用這些劣質(zhì)的自然化妝品，就會(huì)導(dǎo)致皮膚出現(xiàn)各種問(wèn)題，如皮膚無(wú)光澤、色斑、粉刺、紅腫、發(fā)炎等問(wèn)題。因此，不能過(guò)量地使用化妝品，要盡可能地減少使用，同時(shí)要做好皮膚的保濕工作，避免皮膚過(guò)于干燥，否則不僅會(huì)使皮膚變得暗淡粗糙，還會(huì)加速皮膚老化，從而產(chǎn)生皺紋。新材料的復(fù)合化，應(yīng)該是材料和結(jié)構(gòu)的結(jié)合，結(jié)構(gòu)和功能的結(jié)合，以適應(yīng)新材料的輕質(zhì)、高性能和多用途。新材料是21世紀(jì)的一個(gè)新興行業(yè)，新型材料技術(shù)的發(fā)展主要是復(fù)合型，而新型復(fù)合材料則是其發(fā)展的主要方向。新材料和新技術(shù)的應(yīng)用不僅可以保護(hù)產(chǎn)品，而且可以提高經(jīng)濟(jì)效益。