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1、防晒化妆品中的纳米钛白粉纳米钛白粉，学名为二氧化钛（titanium dioxide），分子式为TiO2，是一种多晶化合物，按照晶型可分为：金红石型、锐钛型和板钛型（不稳定）。（图左 右晶型分别为锐钛型、金红石型）纳米钛白粉对长波紫外线（320400nm）和中波紫外线（280320nm）均有 很好的屏蔽作用。通常情况下，纳米钛白粉屏蔽 UVB 的能力为纳米氧化锌的 3 倍 4 倍。且纳米钛白粉吸收紫外线后不分解、不变色，有较强的稳定性和持久 性。近年来，纳米钛白粉在化妆品防晒领域的应用成为了热点。防晒就是防紫外线，紫外线是太阳光中对人体危害较大的一种光波。过度照 射紫外线，会使皮肤产生红斑、黑
2、斑，使皮肤老化，严重的引发皮肤癌。纳米钛 白粉可以同时通过反射、散射和吸收紫外线来达到防晒效果。纳米钛白粉屏蔽紫外线的能力与其晶型、形状有关。例如，由紫外 可见漫 反射光谱图可看出，金红石型纳米钛白粉棒状颗粒相比锐钛型纳米钛白粉颗粒具 有更高的漫反射率。因此，在防晒化妆品中我们一般使用的是金红石型纳米钛白 粉。纳米钛白粉的粒径也是影响其屏蔽紫外线能力的因素之一。纳米钛白粉主要 粒径分布在10-15nm。（含有直径小于100 nm原料的产品必须在配方中“违规材 料”一栏注明“纳米”字样。）当纳米钛白粉粒径较大时，对紫外线的屏蔽是以反射、散射为主。随着粒径 的减小，光线能透过纳米钛白粉的粒子面，价
3、带上的电子吸收紫外线而被激发到 导带上， 同时产生电子-空穴对，这时，其防晒机理主要是吸收紫外线。因此，在化妆品中使用纳米钛白粉时须注意粒径大小，并非原始粒径越小越 好。考虑到纳米钛白粉粒子存在不可避免的团聚现象，一般认为，屏蔽紫外线的 最佳粒径为10 nm60 nm。小于100nm的纳米钛白粉具有透明性，不会对皮肤 产生遮盖作用，可以显现自然的肌肤美。防晒化妆品中的纳米钛白粉除了要具备强的紫外屏蔽性能，还需具备良好的 分散性、耐光性和亲肤性等性能，这与其表面特性息息相关。依据表面特性可将纳米钛白粉分为：亲水性纳米钛白粉和亲油性纳米钛白 粉。普通粉质存在易聚合、配伍性、耐光性较差、不防水、汗等
4、缺点，而表面处 理技术的发展能改善此现象。通过表面改性处理的手段，可以赋予粉体新的使用 感或特定的性能。比如，纳米钛白粉表面是亲水性的，用二甲基硅氧烷处理后， 其在化妆品中的分散性得以改善。要知道，纳米TiO2在体系中分散得越好，其 屏蔽紫外线能力越强，透明性也越好；又比如，用SiO2对纳米钛白粉表面进行 涂层后，可提高纳米钛白粉的紫外吸收性能等。表面改性处理剂种类较多，如偶联剂、不饱和有机酸、表面活性剂、有机硅 （油）以及水溶性的有机高聚物等。不同的表面改性处理剂对其改性的效果有很 大不同，要综合考各方面因素，如：粉体的表面性质、改性工艺、改性剂成本以 及产品用途等问题来选用不同的改性剂。例
5、如针对有机硅处理的亲油性钛白粉非 常疏水且容易分散在硅油中，但不容易分散在油脂中；而油脂处理的钛白粉亲脂 贴肤但疏水不佳的缺憾，可以用亲脂物和有机硅对钛白粉表面进行交联复合处 理，得到既有疏水性，且在酯类、烃及硅油中都能很好分散的钛白粉，相比于单 一处理，粉料还更具有亲肤性。I有机址習簇纳米钛白粉广泛应用于防晒化妆品中。纳米钛白粉的晶型构成、粒径大小、分散性等指标是判别其质量优劣的重要依据，这由其制备工艺及表面改性决定 因此需要尽快建立相关行业标准来保质保量。此外，由于钛白粉直接接触皮肤，相关法规对于纳米钛白粉中的有害杂质特 别是重金属含量也有极严格的限制。如图，PDA条例 EEC lx IO
6、-6 5x 10 6 1* IO-3 2x i(r s 2x IO 6 x i(r4 lx 10-fc检测不岀来 i(r4 X io-4 5* irs 5* 10 6 10 4帀申(A*) F n雪kg- ffi (Ph) /mg-kg- 1 梯(Sb)山酸廂 汞(Mg) f 咤1铜(Cu) /mg-kg- 1 锯(G1) / m 曽 kg- 1 锌(Zn) /mg-kg- 1JfjSOi/niff kg- 1Stu- Cm- Cr+ Zn4- LSdStUmkg值得关注的是，普通钛白粉虽是低毒性物质，但纳米钛白粉由于独特的理化 特性，其生物学特性发生改变：随着颗粒直径变小，颗粒表面积逐渐变大
7、，有害 的健康效应可能逐步显现。目前，钛及其化合物粉尘职业暴露引起的硬金属肺病 已被列为我国新增职业病病种之一。此外，有体外试验结果显示，纳米钛白粉比 普通钛白粉具有更大的细胞毒性和遗传毒性；动物试验结果显示，纳米钛白粉会 诱发肺部炎症反应和肺部肿瘤。虽尚无证据显示钛白粉与人肺部肿瘤有关联，其经呼吸道吸入途径的风险评 估仍需要进一步研究。欧洲职业安全健康管理局 （EUOSHA） 在安全使用工 程纳米材料和纳米产品导则中将纳米颗粒的健康危害级别分为 3 级，由高到 低分别为 1 级、2 级 （包括 2a、2b） 和 3 级，而纳米钛白粉的健康危害级别为 2b级。2017年6月9日，欧洲化学品管理局（ECHA）宣布，已正式提出将二 氧化钛（TiO2、钛白粉）列入怀疑通过吸入可能引起癌症的物质分类的建议。现在，已经有一些国外相关机构推荐了纳米钛白粉颗粒的职业接触限值，我 国也制定了钛白粉细颗粒粉尘的职业接触限值。并且，我国在化妆品安全技术 规范中规定，二氧化钛在防晒类化妆品中的总使用量不应超过 25%。对于二 氧化钛作为着色剂以及化妆品中二氧化钛含量的测定也有具体要求。如何在防晒 化妆品中安全使用纳米钛白粉，将是今后研究的方向。
