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新型防曬劑——超細納米二氧化鈦

70年代以前，曬黑皮膚曾作為關鍵的標志，但今天人們逐漸認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，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能夠達到地面，能使皮膚表面細胞內的核酸或蛋白質變性，皮膚變紅、產生紅斑（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)達國家。如美國、日本、德國、英國、澳大利亞等國積極進行了新型無機防曬劑的開發(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；最近研究認為：加強UVA的防護應是當今防曬產品發(fā)展趨勢之一。因為UVA的穿透能力遠遠大于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，會進一步導致皮膚癌。

2.1、新型無機防曬劑——超細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。據近年來對日本銷售的37種防曬化妝品進行分析，發(fā)現其中的大多數產品含有納米TiO2。據預測在化妝品方面，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,防曬劑在產品中要達到相應的用量。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，最好是既能防護UVB對人體的危害，又能對UVA起防護作用。使防曬產品在UVB及UVA區(qū)域對紫外線均有良好的防護作用。
（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用對象是在陽光下工作、旅游或室外運動的人（如建筑工人、運動員、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反應。

（6）有適當的溶解性，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。目前其批準使用的安全而有效的防曬劑為21種。其中大多數為有機化合物，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、水揚酸衍生物和肉桂酸衍生物等）。當然也規(guī)定了一些無機粉體的防曬劑（VK-T02），主要是TiO2、ZnO、氧化鐵紅及一些復合粉體。
    以往多使用有機化合物為紫外線吸收劑，但是存在諸如為了盡可能保護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，該物質與皮膚發(fā)生作用導致皮膚癌的可能性）以及產生化學性過敏等問題。而宣城晶瑞公司的無機納米二氧化鈦（VK-T02）為無機成分，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，對UVA和UVB都有屏蔽作用且可過濾可見光。所以當化妝品領域迫切要求防止日曬時就使得超微細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TiO2粉體（VK-T02）做成漿狀產品——預分散。
    例如英國的Tioxide公司將其經過表面處理的超細TiO2做成3種預分散體（介質分別為棕櫚酸辛酯、礦物油和甘油三酯或肉豆蔻異丙酯），供化妝品生產廠家使用。這種商品名稱叫做Tioveil的預分散體，最多含有40%超細TiO2，可屏蔽長波紫外線（UVA）和中波紫外線（UVB）。

2.3、應用中應注意的幾個問題
（1）晶和超微細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TiO2的表面處理
    用于化妝品的超微細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，它們還應具有良好的分散性、耐候性、使用感良好、不發(fā)生因光產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）進行表面處理。表面處理劑分為無機物和有機物兩種晶型。一般地講，用無機物進行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。用有機物進行TiO2表面處理的主要目的是改進TiO2在不同介質中的分散性。

（3）防曬劑的復配
    一般單獨使用任何一種防曬劑都不能取得滿意的結果。因此，在配方中應選擇兩種或兩種以上的防曬劑復合使用。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，復合粉體的制造與研究取得了很大發(fā)展。出現了有機—無機、無機—有機、無機—無機等多功能復合粉體。

（4）產品防曬效果的評價
    對于防曬產品來說，防曬能力的高低是體現其性能優(yōu)劣的重要指標，這主要由產品中防曬劑的品種及數量決定。在美、德、日、澳大利亞等國對防曬產品的防曬效果的評價均有相同的方法，即依據防曬品防護皮膚免受曬傷度。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的皮膚上產生最小紅斑所需能量與原來未加防護的皮膚上產生相同程度紅斑所需能量之比；即：SPF=防曬劑防護皮膚的最小致紅斑量/未被防曬劑防護皮膚的最小致紅斑量。