化妆品化学论文

化学信息学论文

化学在化妆品中的应用

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2013年 12月 18日

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化学在化妆品中的应用

【摘要】

化妆品在中国消费市场一直有着举足轻重的作用，对诸多消费领域，行业有着巨大的影响。作者主要针对化妆品（美白及抗衰老，美容化妆品，彩妆，香水(精油)，防晒）的现在以及未来做一些介绍。最后介绍当前纳米技术今后在化妆品中应用的几个事例。

【关键词】彩妆；香水(精油)；防晒；皮肤美白；抗衰老；化妆品 ；纳米技术

一、 化学与化妆品的联系

（一）香料

近几年来，尤其是奥运会期间，中国的化妆品市场的发展有了飞速的提

高。下面通过近几年的数据分析对各类化妆品近几年的发展以及未来的发展做一个简要的概述。

香料是从带香物质中提取或以人工合成方法得到的致香物质的总称，我国香料的使用历史十分悠久，但它在现代食品、日用化工及制药等领域的应用却是在20世纪50年代开始兴起并逐步发展起来的。到如今已具有相当规模。根据香料来源，可将其分为天然香料和合成香料两大类。目前已知的天然香料有3000多种【1】，所谓天然香料是指从各种天然植物的花果叶茎根皮或动物的分泌物中提取出来的致香物质。而合成香料更是多达7000余种，并且新的品种还在不断涌现。香精是将多种香料按照一定的比例和工艺，经调配而得到的具有一定香型的香料混合物。香精按其溶剂性质可分为水质香精、油质香精、乳化香精和粉末香精等，而微胶囊香精也正在科研开发当中，在我国食品市场上尚很

少见到。目前我国的食用香精香料的应用非常广泛,饮料冷饮占据一大部分市场，奶饮料市场中水质香精的应用也更加广泛，随着花色奶的科研创新，香精的用量将进一步增大，并且为了克服水质香精易挥发、留香时间短的问题，一些油质香精已在奶类食品中得到很好的应用。而油质香精主要应用于糖果、饼干、糕点等烘烤食品中，这主要是由于油质香精耐高温、留香时间长的原因，因此耐高温实验也是考察油质香精品性的一个重要因素。粉末香精一般以麦芽糊精作固体载体，它的应用目前正在迅速增长，尤其表现在调味香精方面，目前调味香精产量约占香精总量的20%左右，呈现平稳上升的趋势。随着食品工业的发展和食品科技的进步，调味香精市场将会越来越大。

（二）、香精

伴随工业快速发展和消费品强劲拉动，世界香精香料工业高速发展，目前

国际上已经呈现高度垄断、高研发投入和高度竞争的“三高”形势。我国本土香精香料行业也面临销售成本增加、技术创新落后和价格优势消退等困难，激烈竞争正在考验着他们的科技含量。本土公司想要占据重要席位，须加大研发投入，积极研制适合我国环境和资源优势的新品种、新技术，限制对环境影响较大的品种继续扩大，同时还应配合引进外资企业，特别要重视和欢迎技术先进、产品一流的外国公司来华合资合作。目前我国的香料香精生产企业有800余家，其中三资企业50余家，国际著名的香料香精生产企业已基本在中国领土上建厂落户，如国际香精香料公司、奇华顿、芬美意均完成了在中国市场的战略布局，并且大多数已经走出单一设办事处的模式，而是收购、兼并、整合中国相对稚嫩的竞争对手，或是直接设厂竞争，我国香精香料行业国际竞争正在加剧。

中国化妆品市场经过近30年的发展，近年来逐步走向成熟。但市场成长率依然高于整体国民经济发展的水平，平均年增长幅度保持在13%-15%之间。分析化妆品市场各个分支，可以看出推动市场发展的动力主要来源于护肤与彩妆两个分支。相对于洗发水、牙膏等相对饱和的市场，彩妆市场近年来近50%的增长率无疑是推动整个化妆品市场发展的“火车头”。

中国彩妆行业，真正形成通常意义上的市场，仅仅只有10年左右的时间，但这10年，是中国社会经济发展的黄金时期。GDP增长年均保持9%，近5年更是超过了10%，国民经济的快速发展，使消费者的消费能力得到了大幅度的提升，同时，大批“80后”的年轻人获得了经济独立，他们的消费意识比前辈更加前卫而且大胆，超前消费、信用卡支付等使“月光族”兴起。这是彩妆市场蓬勃发展的消费能力基础。

二、现阶段化妆品的发展

目前，中国美容市场发展良好。2008年在北京奥运会的经济背景的推动下，中国美容业将出现过去五年少有的蓬勃期，中国整形医院将迎来整形的春天。预计2008年中国化妆品市场规模将达到800亿元左右，并且同时会出现以下新格局：天然化妆品市场备受青睐，中老年化妆品市场需求巨大，专业化妆品市场一触即发，儿童化妆品市场方兴未艾，运动用化妆品市场前景广阔。2008年围绕“中国元素”，化妆品企业依然能提高市场认同感，并有可能借此契机打入国际市场，而美容院的企业竞争，必然是营销系统的竞争。预计到了2010年全球化妆及美容化学品市场需求将达到1900亿美元，年均增速为5%。

三、牙膏里面的化学成分

牙膏起源于古中国和印度。早在公元前3000年，我国就已有了保护牙齿

清洁口腔的记载。春秋时期《礼记》上就有“鸡初鸣，咸盥漱”的记载。我国最

早使用的漱口剂有酒、醋、盐水、茶及温水等。酒、醋、盐水等有解毒杀菌的作用。茶中含有氟和维生素，可以防蛀，保持口腔清洁。我国五代时期已经出现了复方配制的洁牙剂。以后又逐渐发展到采用香药去秽。就是在牙齿清洁剂中加入清热解毒的中药如金银花、野菊花、蒲公英、藿香、佩兰等，不仅能保持口腔清洁，还有治疗口腔疾病的作用。

我国于公元前数世纪已经开始用刷牙的方法来清洁牙齿，当时 使用的工具十分简单，如杨柳枝。东汉高世安译（公元25年）《佛说温室洗浴众僧经》中讲到洗浴时所需的七种用具，其中有“六者杨枝”之句，当时杨枝，就是一种将杨枝的一端或两断打扁成刷状制成的牙刷，形如扫帚，以蘸药刷齿，最原始的牙刷随着佛教的传入在开始出现了。

牙膏是由粉状摩擦剂、湿润剂、表面活性剂、粘合剂、香料、甜味剂及其它特殊成分构成的【2】。

（一）摩擦剂

牙膏中常用的摩擦剂有：

①碳酸钙(CaCO3)：碳酸钙有重质和轻质两种，重质碳酸钙是将岩石中的石灰岩和方解石粉碎、研磨、精制而成。轻质碳酸钙是将钙盐溶于盐酸中，再通入二氧化碳，得到碳酸钙沉淀。轻质碳酸钙颗粒细，比重轻，可用于牙膏。

②磷酸氢钙【2】(磷酸氢钙二水盐CaHPO4·2H2O和磷酸氢钙无水盐CaHPO4)：磷酸氢钙分为二分子水的二水盐和无水盐两种。二水盐和其他成分有良好的混合性，但由于无水盐硬度高，摩擦力强，因此在特制除烟迹的牙膏中，可在二水盐中混入5％~10％无水盐。

③焦磷酸钙(Ca2P2O7)：焦磷酸钙是将磷酸氢钙高温处理而得到的。由于它不和含氟化合物发生反应，故可用作含氟牙膏的基料。

④水合硅酸(SiO2·nH2O)：水合硅酸是非常细的白色微粒，可用于透明牙膏中。另外，由于其比容大，可作牙膏的增量剂和增粘剂使用。

⑤氢氧化铝[A1(OH)3]：氢氧化铝的颗粒较粗，但不会损伤珐琅质，且能增加牙膏的光亮度，并具有优良的洁齿力。

（二）湿润剂

湿润剂可防止牙膏在软管中固化变硬，并使膏体具有光泽等效能。用于牙膏

中的湿润剂有甘油、丙二醇、山梨醇等多种。

（三）表面活性剂

为清洗口腔中的污垢，目前广泛采用的是中性洗涤剂——月桂醇磺酸钠。能快速发泡，既能发泡沫，又能清洗口腔中的污垢。牙膏用的表面活性剂纯度要求很高，不能有异味，一般用量为2％。

（四）粘合剂

为使牙膏中配料分散均匀，可使用粘合剂，如cMc(羧甲基纤维素钠盐)及其衍生物、角叉菜、海藻酸钠等多种物质。

（五）香料

牙膏用香料主要是薄荷，它是赋予牙膏凉爽感的一种不可缺少的成分。薄荷类又分为薄荷醇(薄荷脑)、薄荷油、薄荷等多种物质，以及由其派生出来的香料。此外，还可使用水果类香精，如柑橘类香料等，但作为牙膏香料来说是有严格限制的。

（六）甜味剂

为改善牙膏的口感，牙膏中加了少量糖精。由于用作湿润剂的甘油等也具有甜味，故糖精的配用量一般为o．01％～o．1％。也可用木糖醇做甜味剂。

（七）其他特殊成分

为了防治口腔疾病，有的牙膏中还加入了一些特殊成分：①为除去口臭常在牙膏中加入双氧代苯基二胍基己烷和柏醇等杀菌剂，铜叶绿酸对防止口臭亦有一定功效。②防治龋齿可加入氟化合物，既能抑制口腔中残留物发酵，又使牙齿表面的珐琅质强化。从安全性来考虑，牙膏中氟含量规定在1ooo微克以下。在钦用含氟天然水的人群中，龋齿的发病率相对较低，但饮用含氟量高的水，牙齿表面会形成白浊状(斑状齿)，反而使齿质变脆。

阳光是造成肌肤老化与形成皮肤表面斑点的主要因素，哪怕是春天，如果任由阳光曝晒十分钟，皮肤就会早衰十天。只有做好防晒，有效预防黑色素的产生，晒不黑、晒不伤，才能时刻保持青春润泽。防晒霜的作用原理是将皮肤与紫外线隔离开来。防晒的观念已经被越来越多的中国女性所认可。已经有高达70%以上的女性在夏季使用防晒产品，而且平均每周使用6次。日光中的紫外线光谱是在100-400nm波长范围，可分为3个波段，即波长为100-290nm的短波紫外线（UVC），波长为290-320nm的中波紫外线（UVB）和波长为320-400nm的长波紫外线（UVA）。不同波长的紫外线，穿透皮肤的深度是不同的。UVC为角质层反射

和吸收，只有小部分穿透到表皮浅层。但由于UVC通过大气层时，大多被臭氧层所吸收而不能到达地球表面，因此基本不会对人体皮肤构成危害。UVB也是大部分被表皮吸收，小部分达到真皮浅层，是皮肤损伤的主要波段。它具有致癌性，但能被厚云层，衣服及玻璃阻断。UVA小部分被表皮吸收，大部分可透入真皮，深达真皮中部。UVA在夏天的中午到达地球表面的量要比UVB多100倍，可以穿透表皮达真皮而致真皮损伤，因此是主要的紫外线致病光谱。防晒霜是通过无机和/或有机活性成分起防晒作用的。无机防晒成分通常是氧化锌、氧化钛等无机物，它们可以反射和散射紫外线辐射；有机防晒成分通常是OMC、羟苯并唑，它们可以吸收紫外线辐射，把辐射能量转化成热能。许多防晒霜同时保护皮肤不受到两种紫外线(UVA,UVB)的伤害【2】。

四、发展与基本概况

（一）、化妆品与化学的关系

“化妆品之“化妆”，亦“化”亦“妆”，说明在妆扮的过程中，伴随着悄无声息的变化。长久地使用化妆品，会引起一些性质的改变，通过有效成分帮助细胞排毒，促进细胞新陈代谢，活化细胞，达到让肌肤更健康、靓丽的目的。这也是当中包含着的化学变化。化妆品就是主导这一变化的物质。在我国,化妆品的定义一般沿用欧盟化妆品指导性文件的定义,中华人民共和国国务院批准的《化妆品卫生监督条例》中明确指出：化妆品是指“以涂擦、喷洒或者其它类似的方法,散布于人体表面任何部位(皮肤、毛发、指甲、口唇等)以达到清洁、消除不良气味、护肤、美容和修饰目的的日用化学工业产品”。【5】

化妆品的发展离不开化学的发展，从原料、工艺再到应用，都解不开与化学千丝万缕的联系。化妆品的基质原料包括油脂类原料（植物性油脂和动物性油脂）、蜡类原料(植物性蜡和动物性蜡）、烃类原料、合成油脂类原料、粉质原料、胶质原料、溶剂、表面活性剂;辅助原料及添加剂包括香精、色素、防腐剂、抗氧化剂、化妆品添加剂，都属于化学物质。常有“纯天然”化妆品之说，但所谓“天然”，是在化妆品中添加天然萃取原料，而不是去掉化妆品中的合成成分。

美容离不开各种各样的化妆品。美容的基础是化学，有一定的化学理论作指导的美容才是科学的美容。化妆品有利有弊，只有把握化妆品与化学的联系，在化学理论的指导下，正确权衡利弊，才能趋利避害。

如雪花膏（由油、脂、蜡、水和乳化剂等组成的一种乳化体 ）可以在皮肤表面形成一层由硬脂酸及盐、保湿剂组成的薄膜，使皮肤与外界干燥空气隔离，达到保湿滋润的效果；冷霜广泛用于按摩或化妆前调整皮肤。使用冷霜进行按摩，能提高按摩效果和增强冷霜的渗透性，所以逐渐用做按摩霜；常用的花露水【6】，可以使人感到精神爽快。还具有一定的消毒功能和良好的止痒、活血、消肿作用；化妆水能除去皮肤上的污垢和油性分泌物，保持皮肤角质层有适度水分，具有促进皮肤的生理作用、柔软皮肤和防止皮肤粗糙等作用；香粉具有良好的涂白、美容作用，并能遮盖面部微小的缺陷，还具有很好的防晒效果；爽身粉夏令和日常生活中常用的卫生用品，浴后使用能滑爽肌肤，给人以舒适的感觉，小孩使用还可防止痱子生长…… （二）、化妆品的危害

化妆品的危害也不容小觑：近十年来，随着我国经济发展和人们生活水平的提高，

化妆品工业蓬勃发展。与此同时，由于使用化妆品所引起的损害病例也急剧增加。总的来说化妆品对女性的危害主要有以下几个方面：产生过敏反应；引起皮肤细菌感染；引起皮炎；有毒物质被吸收入体内引起慢性中毒【7】；劣质化妆品在阳光的照射下产生“光毒性”反应。1998年中华人民共和国卫生部和国家技术监督局联合发布《化妆品皮肤病诊断标准及处理原则》共七项强制性国家标准。其定义范围包括：化妆品接触性皮炎、化妆品光感性皮炎、化妆品痤疮、化妆品皮肤色素异常、化妆品毛发损害、化妆品甲损害等六类[4]；化妆品中的甲醛、树脂会损害眼睛；爽身粉、脂粉中含有滑石，是一种致癌物质。英国《每日邮报》报道，加拿大环保组织日前发布一份关于“潜藏在化妆品中重金属的危害”的报告，测试了包括倩碧的粉底液和欧莱雅睫毛膏在内的49个知名品牌的化妆品【8】。结果发现，所有被测试的化妆品中几乎都含有汞、镉、铅、砷等有毒物质；化妆品中蕴含污染物,化妆品中的

色素、香料、表面活性剂、防腐剂、漂白剂、避光剂等都可导致接触性皮炎。香水、防晒剂、染发剂中含的对苯二胺,口红中含的二溴和四溴荧光素都具有变应原性质,可引起皮肤红肿、搔痒,发生变应性接触性皮炎。胭脂、眉笔的笔芯亦含有变应原,可引起眼睑变应性接触性皮炎。使用含雌激素的化妆品能引起儿童性早熟发育症状【9】 ……

从个人角度，如何利用化学理论科学地选择合适的化妆品与我们的生活息息相关。我们知道常规化妆品主要分为两类目录,一种是一般化妆品(皮肤、化妆、头发保护产品以及香料),另一种为特殊功能化妆品(例如除臭剂、抑汗剂、染发剂以及遮光剂等)。人们应根据自己的肤质、年龄、性别、皮肤的ph值还有季节变化做出合适的选择，要对其基本成分及性能有较为清楚的认识，再进行选择【10】。

从未来化妆品产业的发展这个大的方面来看，未来化学必定围绕着“绿色化学”这一中心，化妆品的发展无法脱离这一大趋势，化妆品安全必须遵循这一原则，才不会让美丽变成哀愁。让化妆品更绿色、更安全才是保持产业健康长远发展之道。化学的长足发展应该讲求一种人与自然相和谐的精神，我们运用化学最重要的是当趋利避害，同样我们运用化妆品也当在把握其性质的前提下，使之更好的服务于人。

【1】材料科学中的点击化学_张涛，北京，化学工业出版社，2008 【2】化学计量学在我国的发展_梁逸曾，北京，科学出版社，2010 【3】化学科学的研究新领域_超分子化学_夏琳 【4】离子液体在分析化学中应用研究进展_孙伟 【5】绿色化学化工基本问题的发展与研究_纪红兵

【6】纳米材料研究进展_纳米材料结构与化学性质_翟庆洲 【7】生物催化在绿色化学和新药开发中的应用_陈振明 【8】微波与有机化学反应的选择性_许家喜 【9】我国固体无机化学的研究进展_周益明 【10】我国生物无机化学的发展_杨频 。