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新型防曬劑——超細(xì)納米二氧化鈦

70年代以前，曬黑皮膚曾作為關(guān)鍵的標(biāo)志，但今天人們逐漸認(rèn)識到過度暴曬是皮膚保健的大敵。因此，以防止遭紫外線傷害為目的的防曬產(chǎn)品發(fā)展很快，越來越受到人們的重視。
    紫外線是一種比可見光波長短的電磁波，其波長在200~400nm之間，按波長的長短還可再細(xì)分為短波UVC（190~280nm）、中波UVB（280~320nm）和長波UVA（320~400nm）。紫外線UVC的短波可被距地面25Km上空的臭氧層吸收阻擋，到達(dá)不了地面。所以，一般日曬是由UVA和UVB引起的。
    UVA對皮膚穿透力強(qiáng)，能夠穿透皮膚和真皮層，逐漸破壞彈力纖維，使肌肉失去彈性。引起皮膚松弛，出現(xiàn)皺紋、雀斑和老年斑。若紫外線照射過量，還容易引起皮膚癌。
    UVB能夠達(dá)到地面，能使皮膚表面細(xì)胞內(nèi)的核酸或蛋白質(zhì)變性，皮膚變紅、產(chǎn)生紅斑（曬斑），在皮膚上形成黑色素，發(fā)生急性皮炎，常稱為日光曬斑。所以說紫外線是皮膚健康的大敵。美國每年有近50萬名皮膚癌新患者，而研究結(jié)果證明，在這些患者中受日光因素影響致癌的占98%以上。
    近年來世界發(fā)達(dá)國家。如美國、日本、德國、英國、澳大利亞等國積極進(jìn)行了新型無機(jī)防曬劑的開發(fā)研究。美國50%以上的化妝品中都添加了新型無機(jī)防曬劑。值得提出的是，以往的化妝品只要求屏蔽UVB；最近研究認(rèn)為：加強(qiáng)UVA的防護(hù)應(yīng)是當(dāng)今防曬產(chǎn)品發(fā)展趨勢之一。因為UVA的穿透能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于UVB，它對人體的影響占紫外線總量的大部分，且具有累積性，大多是不可逆的，會進(jìn)一步導(dǎo)致皮膚癌。

2.1、新型無機(jī)防曬劑——超細(xì)TiO2（VK-T02）
    防曬劑的種類很多，但由于納米TiO2（VK-T02）的許多優(yōu)越性能，使它逐漸登上了世界防曬品的舞臺。據(jù)近年來對日本銷售的37種防曬化妝品進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其中的大多數(shù)產(chǎn)品含有納米TiO2。據(jù)預(yù)測在化妝品方面，日本每年作為防曬劑、化裝粉底和口紅等的原料，就需求納米TiO2 1000噸。
    防曬產(chǎn)品是直接涂抹于皮膚暴露部位的,為了具有一定的防曬效果,防曬劑在產(chǎn)品中要達(dá)到相應(yīng)的用量。因此選擇防曬劑很重要,必須遵循下列原則：
（1）對人體是無毒安全的。對皮膚沒有刺激性，不致癌。
（2）對紫外線吸收能力強(qiáng)，最好是既能防護(hù)UVB對人體的危害，又能對UVA起防護(hù)作用。使防曬產(chǎn)品在UVB及UVA區(qū)域?qū)ψ贤饩€均有良好的防護(hù)作用。
（3）對皮膚有固著性，而且耐汗，即所謂的抗水性。由于防曬制品主要應(yīng)用對象是在陽光下工作、旅游或室外運(yùn)動的人（如建筑工人、運(yùn)動員、旅游者等），水浸及流汗有可能使涂敷在皮膚上的防曬劑損失。
（4）無臭味、怪味和外觀顏色符合要求。要求防曬劑本身的色澤要淺、氣味要小。
（5）穩(wěn)定性好、被紫外線照射后不分解、不變色。揮發(fā)性小、熱穩(wěn)定性好、不與配方中其它組分起化學(xué)反應(yīng)。

（6）有適當(dāng)?shù)娜芙庑?，可與化妝品其它組分配伍。
（7）價格便宜、來源容易。

    美國、日本、歐洲等地區(qū)和國家經(jīng)過長期考察，對可以安全使用的防曬劑種類及濃度范圍均有明確的規(guī)定，以確保使用上的安全。美國聯(lián)邦食品藥品管理局（簡稱FDA）規(guī)定防曬劑為OTC（Over the-Counter or nonprescription）類藥物。目前其批準(zhǔn)使用的安全而有效的防曬劑為21種。其中大多數(shù)為有機(jī)化合物，既有UVA型吸收劑（如二苯甲銅系列衍生物、鄰氨基苯甲酸錳醇酯等），亦有UVB型吸收劑（如對氨基苯甲酸及其衍生物、水揚(yáng)酸衍生物和肉桂酸衍生物等）。當(dāng)然也規(guī)定了一些無機(jī)粉體的防曬劑（VK-T02），主要是TiO2、ZnO、氧化鐵紅及一些復(fù)合粉體。
    以往多使用有機(jī)化合物為紫外線吸收劑，但是存在諸如為了盡可能保護(hù)皮膚不接觸紫外線而提高添加量之后，會增加發(fā)生致癌癥（受到光的照射后，該物質(zhì)與皮膚發(fā)生作用導(dǎo)致皮膚癌的可能性）以及產(chǎn)生化學(xué)性過敏等問題。而宣城晶瑞公司的無機(jī)納米二氧化鈦（VK-T02）為無機(jī)成分，無毒、無味，不存在上述問題，且自身為白色。可以簡單地加以著色。尤其可貴的是納米TiO2（VK-T02）吸收紫外線能力強(qiáng)，對UVA和UVB都有屏蔽作用且可過濾可見光。所以當(dāng)化妝品領(lǐng)域迫切要求防止日曬時就使得超微細(xì)TiO2（VK-T02）登上世界防曬化妝品的舞臺。因此納米TiO2被廣泛地使用在防曬霜、粉底霜、口紅、防曬摩絲上，突破了膏、霜、蜜、水等傳統(tǒng)的防曬制品形式，用于洗發(fā)、洗浴等基礎(chǔ)化妝品中。

2.2、為了方便用戶使用并節(jié)省研磨分散的成本，可將超細(xì)TiO2粉體（VK-T02）做成漿狀產(chǎn)品——預(yù)分散。
    例如英國的Tioxide公司將其經(jīng)過表面處理的超細(xì)TiO2做成3種預(yù)分散體（介質(zhì)分別為棕櫚酸辛酯、礦物油和甘油三酯或肉豆蔻異丙酯），供化妝品生產(chǎn)廠家使用。這種商品名稱叫做Tioveil的預(yù)分散體，最多含有40%超細(xì)TiO2，可屏蔽長波紫外線（UVA）和中波紫外線（UVB）。

2.3、應(yīng)用中應(yīng)注意的幾個問題
（1）晶和超微細(xì)TiO2（VK-T02）的粒徑與晶型
    TiO2的粒徑對光散射和遮蓋力有較大的影響。當(dāng)粒徑與光波之比極大時，粒子的遮蓋效果與粒子的截面成反比，粒徑越小，光的屏蔽面積越大。在粒徑與光波長同級時，粒徑為波長的1/2左右光散射最大。粒徑與光波之比極小時，光散射系數(shù)降低（與粒徑的6次方成正比），遮蓋力降低，透明度增加。所以，納米TiO2 粒徑有一最佳范圍，不是越小越好，應(yīng)為透明性高、且能防止紫外線的粒子為理想化妝品的原料。至于超細(xì)TiO2 的晶型，金紅石型優(yōu)于銳鈦型，粒徑在20-30nm。

（2）晶和超微細(xì)TiO2的表面處理
    用于化妝品的超微細(xì)TiO2，除了必須具備優(yōu)良的吸收紫外線和良好的透明性之外，它們還應(yīng)具有良好的分散性、耐候性、使用感良好、不發(fā)生因光產(chǎn)生的黑化及不顯示光催化活性等等。為了封閉納米 TiO2的催化活性，提高穩(wěn)定性和分散性，需要對納米TiO2（VK-T02）進(jìn)行表面處理。表面處理劑分為無機(jī)物和有機(jī)物兩種晶型。一般地講，用無機(jī)物進(jìn)行TiO2表面處理，主要目的是降低TiO2的光催化
活性，提高耐候性與穩(wěn)定性。用有機(jī)物進(jìn)行TiO2表面處理的主要目的是改進(jìn)TiO2在不同介質(zhì)中的分散性。

（3）防曬劑的復(fù)配
    一般單獨(dú)使用任何一種防曬劑都不能取得滿意的結(jié)果。因此，在配方中應(yīng)選擇兩種或兩種以上的防曬劑復(fù)合使用。近年來，化妝品的開發(fā)要求粉體原料多樣化、完善化以及最大限度地提高其附加價值，復(fù)合粉體的制造與研究取得了很大發(fā)展。出現(xiàn)了有機(jī)—無機(jī)、無機(jī)—有機(jī)、無機(jī)—無機(jī)等多功能復(fù)合粉體。

（4）產(chǎn)品防曬效果的評價
    對于防曬產(chǎn)品來說，防曬能力的高低是體現(xiàn)其性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)，這主要由產(chǎn)品中防曬劑的品種及數(shù)量決定。在美、德、日、澳大利亞等國對防曬產(chǎn)品的防曬效果的評價均有相同的方法，即依據(jù)防曬品防護(hù)皮膚免受曬傷度。以SPF（Sun Protection Foctor）值大小表示。SPF值稱為防曬因子。它的定義是指在有防曬劑防護(hù)的皮膚上產(chǎn)生最小紅斑所需能量與原來未加防護(hù)的皮膚上產(chǎn)生相同程度紅斑所需能量之比；即：SPF=防曬劑防護(hù)皮膚的最小致紅斑量/未被防曬劑防護(hù)皮膚的最小致紅斑量。