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)安全性問題，效果可想而知。輕則皮膚過敏，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，對美容護(hù)膚產(chǎn)品的要求自然越來越高，不但要能夠滿足特定的使用功能，比如除油去污、滋潤皮膚、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。

    對于產(chǎn)品安全質(zhì)量出現(xiàn)的問題不單單是要求退貨和醫(yī)療補(bǔ)償那么簡單，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)很大的問題，必須引起足夠的重視。

    對化妝品安全性產(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。從宏觀的角度來說，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缘慕嵌葋砜紤]問題，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，烷基磺酸鹽對人的皮膚有較強(qiáng)的脫脂和刺激作用，單獨(dú)使用來配制洗發(fā)香波會損害發(fā)質(zhì)，令頭發(fā)過分干燥而變脆，容易發(fā)生斷裂，用來配制沐浴液會引起對皮膚的刺激并且產(chǎn)生皮膚繃緊、發(fā)癢等不舒服的感覺。由于有這些安全問題，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，不會污染環(huán)境。重要的是大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，AOS無論是對人體還是環(huán)境來說都是安全的。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)對眼睛的刺激性，LAS和AS在0．1％VA-k時(shí)，對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)是近年才開發(fā)的一類綠色環(huán)保型非離子表面活性劑，它采用來自天然油脂的高級脂肪醇與來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醇都來源于天然產(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。香皂之所以長盛不衰，除了上述因素以外，它對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人體應(yīng)該是安全的，但并不代表可以無限量地使用，超過了某種限度可能會引起質(zhì)的變化。

    就一般性質(zhì)而言，陽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)出潤濕、增溶、乳化、分散等特性。不過，陽離子表面活性劑最突出的性能是具有抗靜電和殺菌能力，所以陽離子表面活性劑，例如單長鏈烷基季銨鹽，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所、醫(yī)院、食品加工廠和化妝品廠經(jīng)常用來消毒的殺菌劑——“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物的急性LD。。值(半數(shù)致死量)來表示，表1中列出了若干種表面活性劑對大白鼠的口服毒性數(shù)據(jù)。

表1若干種表面活性劑對大白鼠的口服毒性

    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，表面活性劑對人體皮膚和眼睛都是有刺激的。通過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。以相對比較安全的a-烯基磺酸鹽(AOS)為例，比較LAS、AS和AOS對眼睛的刺激性，LAS和AS在0．1％以上時(shí)，對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原材料的純度對安全性的影響

    上面提到，就一般情況而言，目前市場上大多數(shù)正在使用的表面活性劑品種對人體來說基本上都是安全的。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)，也就是說成分要單一，不能有其他雜質(zhì)摻和在內(nèi)。問題在于在各種表面活性劑的工業(yè)化生產(chǎn)的過程中，由于工藝技術(shù)的差異，產(chǎn)品的純度會產(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!下面對此做簡單的介紹。

    (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，對人體的皮膚也不會有什么大影響。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)合成出來的，本身的純度可以做得很高，反應(yīng)過程是簡單的一步反應(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，對人體的皮膚也不會有什么大影響。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。該工藝最大的問題是作為催化劑的氫氧化鉀在反應(yīng)后很難分離出來。氫氧化鉀屬強(qiáng)堿性物質(zhì)，留在月桂酰二乙醇胺中會對嬌嫩的皮膚造成傷害。用這種工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品對人體是不安全的，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皮膚和眼睛的刺激性，對提高表面活性劑的安全性也有一定的影響。