精细化学品论文

防晒化妆品的研究进展

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【摘要】本文先对紫外辐射的特征及其对人体皮肤的影响进行概述，紧接着又分别详述了防晒剂的分类及其作用原理、表征防晒品功效的指标、防晒化妆品的基质配方与分类，然后讲述了防晒化妆品的概况和未来，最后进行小结。

【关键词】紫外辐射、防晒剂、防晒系数、防晒基质

由于环境污染等因素造成了大气层被破坏，使太阳光中能到达地球表面的紫外线UV 的量不断增加。近年来，随着化妆品的日益普及，除了面部保养、身体保养、彩妆、香水、头发保养等化妆品，防晒类化妆品也日渐显得重要。防晒化妆品的根本目标就是最大限度地保护我们的皮肤免受紫外线的伤害。 1 紫外辐射的特征及其对人体皮肤的影响

日光中含有紫外线，紫外线是电磁波谱中波长从100-400nm 辐射的总称。根据不同的生物学效应，紫外线可分为三个波段:长波紫外线（UVA ）—黑光区；中波紫外线(UVB)—红斑区；短波紫外区（UVC ）—杀菌区。不同波段紫外线照射引起皮肤组织学变化是不同的，紫外线能破坏人体皮肤细胞，使皮肤未老先衰，严重时甚至能引起癌变。而且近年来，我们都知道，臭氧空洞的出现，臭氧层被破坏等导致紫外线辐射增强，直接照射到人体皮肤表面，从而会对我们的皮肤造成更严重的危害。

紫外线过度照射对人体直接的影响就是使皮肤黑色素增多而变黑、出现雀斑、黄褐斑等色斑，这是因为紫外线照射促使含高价铜离子(Cu2+) 的酪氨酸酶活性升高，酪氨酸在它的作用下，氧化生成3，4-二羟基苯丙氨酸(多巴) ，再由酪氨酸酶氧化为多巴醌，进一步氧化为5，6-二羟基吲哚，聚合后生成黑色素【1】。反应过程如下:

图1 黑色素的生成反应

HO CH 2NH 2HO CH 2CH NH 2COOH HO

CH 2CH NH 2COOH HO HO

O

O

O O NH H N H

N

O

所以，为了防止或减弱紫外线对皮肤的照射，除了遮阳的防晒用具外，防晒化妆品也尤为重要。

2 防晒剂的分类及其作用原理

顾名思义，防晒化妆品就是用来防止阳光中紫外线照射的化妆品，而在防晒化妆品中主要起防晒作用的便是防晒剂了。防晒剂就是指对紫外线具有吸收作用的紫外光吸收剂，可以分为天然防晒剂、紫外线屏蔽剂、紫外线吸收剂和新型防晒剂四种。

2.1 紫外线吸收剂

一般的紫外线吸收剂是含有1个羰基、形成共轭结构的芳香化合物，这类型的化合物利用分子中单双键的转化吸收有伤害作用的短波(高能量) 的紫外射线(250~340)，并将所吸收的高能量转变成无害的较长波或热能释放出来，从而减少对皮肤的伤害。

2.1.1 紫外线A 吸收剂和紫外线B 吸收剂

紫外线吸收剂即化学紫外吸收剂，根据所吸收的紫外线类型的不同可以分为紫外线A(UVA)吸收剂和紫外线B(UVB)吸收剂，。UVA 吸收剂是一种吸收光谱波长在320~400nm范围的紫外线的化合物，主要包括二苯(甲) 酮、邻氨基苯甲酸酯和二苯甲酰甲烷类化合物等，像20世纪80年代由瑞士奇化顿公司开发的二苯甲酰基甲烷的衍生物Parsol 1789(图2), 在紫外线320~400nm处有强吸收，有效的减弱了UVA 对皮肤的伤害。UVB 吸收剂则是一种吸收光谱波长在290~320nm范围的紫外线的化合物，主要包括氨基苯甲酸酯及其衍生物、水杨酸酯及其衍生物、肉

桂酸酯类和樟脑丸类衍生物等[2]。 O O

H 3CO

图2 二苯甲酰基甲烷的衍生物Parsol 1789

2.1.2 水溶性防晒剂和油溶性防晒剂

根据防晒剂在水和油中溶解度的不同，紫外线吸收剂又可分为水溶性防晒剂和油溶性防晒剂。水溶性防晒剂主要是二苯甲酮-4(Benzophenone-4)，属于UVB 防晒剂，也可防部分UVA ，MS40 (德国BASF 公司) ，ESCALOL 577 (ISP)；油溶性防晒剂有二苯甲酮-3(Benzophenone3-),UVB防晒剂，可防部分UVA ，M40 (BASF)，ESCALOL 567 (美国ISP 公司) ，Neo Heliopan BB (德威龙) ，BZP3(以色列) ；甲氧基肉桂酸辛酯(OMC)型, MC80 (BASF)，ESCALOL 557 (ISP)，AV (德威龙) ，辛基三嗪酮（ethyl triazone ）型油溶性UVB ，T150 （BASF ）；还有水杨酸辛酯、甲基苯亚甲基樟脑、氰双苯丙烯酸辛酯等。

2.2 紫外线屏蔽剂

属于物理紫外屏蔽剂，是在防晒制品中添加一些无机粒子，如二氧化钛、氧化锌等将其制成纳米级的超细粉体，添加到防晒化妆品中。 二氧化钛和氧化锌的紫外线屏蔽机理可以从以下两方面来解释，(1)固体能带理论，由于这些粒子均属于宽禁带半导体，金红石型TiO2的禁带宽度(Eg)为3.0cV ，ZnO 的禁带宽度(Eg)为3.2cV ，当它们受到高能量的紫外线照射时，价带上的电子受激发跃迁到导带上，同时产生空穴---电子对(相应化学式见图3) 。由于受激发时吸收了能量，从而减少了紫外线的直接照射。(2)散射或反射的屏蔽作用，当紫外线照射到无机粒子时，其表面能分散紫外线，起到阻挡作用。特别是纳米级的粒子，粒径小于紫外线的波长，可以向各个方向发射电磁波而散射紫外光[3]。

2.3 天然防晒剂

天然防晒剂是从天然植物中提取的，能够有效吸收紫外线、清楚氧自由基。我国目前已将芦荟、黄瓜等提取液应用到防晒产品中，另外，一些中草药如槐米、黄连、红花等不仅有较强的防晒作用，还能起到护肤、美白、治疗皮炎等作用，因此具有较高的应用价值。天然防晒剂防晒区间大、致敏率低、安全有效，有广

阔的应用前景。

2.4 新型防晒剂

主要是仿生防晒剂，它是利用生物技术模仿皮肤的防晒机理，合成出与人体自身结构相仿、具有高亲和力的物质。这类防晒剂的生物学效果好，能有效减轻由过量紫外线照射引起的红斑、角质化、烧灼等症状。仿生防晒剂取自天然，对皮肤的相容性好，无刺激、过敏等副作用。例如皮肤自变黑类(self-tanned)产品的问世。用生物技术合成防晒品有其自身独有的优势，必将成为人们研究的重要方向。

3 表征防晒品功效的指标 防晒系数用于表明防晒用品所能发挥的防晒效能的高低，主要分为两种:防护UVA 的防晒指数以PA 或者PPD 表示，防护UVB 的防晒系数以SPF 表示。

3.1 PPD指数和PA 指数

PPD 是欧美系统采是用的指延长皮肤被UVA 晒黑时间的倍数。一般肌肤被紫外线UVA 照射2小时后，皮肤仍然持续存在的晒黑，使用PPD2的防晒品，可以有效防护UVA 长达2小时，以此类推，是最符合实际防止黑斑产生的保护系数。PA 是1996年日本化妆品工业联合会公布的“UVA 防止效果测定法标准”，测量防晒品对阳光中紫外线UVA 的防御能力的检测指数，在日系商品中被广泛采用。PA 指数区分为三级，以加号的多少来表示，即PA+、PA++、PA+++，PA+表示有效、PA++表示相当有效、PA+++表示非常有效。并且， PA+ = PPD 2-4，PA++ = PPD 4-8，PA+++ = PPD>8。也就是说PA+可以防护紫外线UVA2小时至4小时，每多一个加号就以此类推。

3.2 SPF指数[4] 所谓SPF （英文：“Sun Protection Factor”的缩写），它是根据皮肤的最低红斑剂量来确定的。皮肤在日晒后发红，医学上称为“红斑症”，这是皮肤对日晒作出的最轻微的反应。最低红斑剂量，是皮肤出现红斑的最短日晒时间。使用防晒用品后，皮肤的最低红斑剂量会增长，那么该防晒用品的防晒系数SPF 则为：

SPF=最低红斑剂量（用防晒用品后）/最低红斑剂量（用防晒用品前） 如SPF15是指15倍的防晒强度，假设一个人在没有抹防晒霜的情况下晒15分钟

皮肤开始出现红斑，那么抹上SPF15的防晒霜后，可保证她在15分钟×15分钟后才会晒伤皮肤，这里“15”是倍数，一个倍数为15分钟至20分钟。SPF 虽然是防晒的重要指标，但并不表示SPF 值越高，保护力就越强。例如SPF15有93%的保护能力，而SPF34却只有79%的保护能力，但是，SPF 值越大，其通透性越差，会妨碍皮肤的正常分泌与呼吸。而且系数高的产品往往含有大量物理或化学防晒剂，在经过长波紫外线的照射下，吸收热能后，多半会转换成其它物质，导致肌肤出现过敏的现象，容易堵塞毛孔，甚至滋生暗疮和粉刺。所以，各位一定要注意，在挑选防晒产品时，除了考虑防晒系数之外，一定要多看看它附属的成份，或者先试用看看，再去做最后的决定。

根据某些皮肤医学专家的研究:对于大多数东方人的肤质来说，日常防护选用SPF10～SPF15的防晒品即可。如果从事游泳、打球等户外休闲活动，SPF20就足以抵抗紫外线的伤害，而不会给肌肤造成负担。

4 防晒化妆品的基质配方与分类

防晒化妆品的基质对产品的性能有重要的影响。一般含醇基质在皮肤上形成的膜较薄，光易透过，本身的紫外线防护作用差，而乳液在皮肤上蒸发后成膜，一些残留组分会散射通过膜的光，减弱入射光强度，从而增加了整个产品的防晒能力。由于配方的差异，其基质自身的防护作用及对防晒剂性能发挥的影响也是不同的，所以，选择防晒剂时也要注意不同防晒剂之间的复配。

目前，市场上的防晒制品有水、乳液、膏霜、油、凝胶、气雾剂和防晒粉底蜜等多种形式，绝大多数是用于皮肤的。

4.1 非乳化型防晒制品

(1)防晒油：是古老的防晒化妆品剂型，制备工艺简单，抗水性好，易涂抹。但由于防晒油膜较薄，不易持久保持，故难以达到较高的防晒效果。另外，配方中的一些非极性油会使防晒剂的吸收峰发生蓝移，从而会影响产品的防护性能。

(2)防晒棒：是新的剂型，主要由油与蜡等成分组成，配方中也常加入无机防晒剂，产品携带方便，使用简便，效果优于防晒油，但不适于大面积涂用。（3）防晒凝胶：多为水溶性凝胶，肤感清爽，适宜夏天使用。但产品抗水性差，油溶性防晒剂不易加入，因此防晒效果不够明显。由醇—水组成的凝胶体系虽然可加入较多的有机吸收剂，但其膜薄、不连续，影响到SPF 值的提高。另外，配方中要

加入较高含量的乙醇，易对皮肤产生刺激。

4.2 乳化型防晒制品

市场上的防晒品以乳液形式的最多，大约有88%的防晒化妆品均为乳液剂型。它有以下特点：可以配入所有的防晒剂，很少受到剂型限制。因此产品的SPF 值可以比较高，易于涂抹且不感油腻，可制成抗水性产品，有水包油(O/W)型与油包水(W/O)型两种不同剂型可供选择，所以乳化型防晒品倍受青睐。目前，常用的就是防晒乳液和膏霜。

此外，选择乳化型防晒品要注意，乳化剂要选用非聚氧乙烯类，研究表明聚氧乙烯类乳化剂在光线和氧的作用下，会产生氧自由基，而且，使用富脂性好的乳化剂抗水效果更佳。如SEPPIC 公司的Montanov 68、ROCHE 公司的Amphisol 系列等[5]。近年来，防晒喷雾乳液得到了很快的发展，选用适当的乳化剂制成喷雾乳液，势必会得到市场的青睐。

5 防晒化妆品的概况和未来

5.1 防晒化妆品的市场销售

现如今的化妆品消费市场，由于人们对紫外线过量照射危害的认识逐渐加强，越来越多的人们开始使用防晒制品以防止紫外线对人体的伤害，所以，现在市场上的防晒化妆品无论从种类、品质还是数量上都是以往所不能相比的，从而在一定意义上推动了防晒化妆品的开发及市场的发展。近年来，在中国的化妆品市场上，防晒产品的价格稳中有降，大众品牌在不断丰富防晒品类，多功能的防晒品基本统领了化妆品市场[6]，中国逐渐成为了在化妆品领域的成熟市场，在2006年全球化妆品销售额排名中，中国上升两位，超越了法国和德国，成为全球第三大化妆品市场，其中防晒化妆品就占据重要份额。此外，像美国、法国等这样的化妆品销售大国，防晒品的市场份额也在与日俱增。

5.2防晒化妆品的未来趋势

现在流行的“乐活”概念是一种新的护肤趋势。对于黄皮肤的中国人来说，白皙透亮的肤质是永恒的追求，更是当今化妆品市场一种全新的美肤概念，与国际功能性化妆品流行趋势相吻合。所以，现在消费者对防晒品的要求，除了防晒倍数和清爽感外，还希望在抵抗紫外线的同时，拥有隔离、修颜、润肤、修色、抗衰老和美白等复合功效。也因此，除防晒护肤品外，越来越多的发用及彩妆中

也都开始添加防晒剂成分，出现了诸如bb 霜、cc 霜、防晒焗油、防晒摩丝、防晒粉底制品、防晒口红等产品(推荐的相关的防晒品及其介绍见后面图3至图7) 。长此以往，未来的防晒化妆品的发展将呈现以下趋势：高SPF 值的防晒品将增加；出现各式各样的防老化产品；添加天然有效成分的防晒产品将增加；产品的针对性更强以及更加重视儿童防晒。

图3 SKⅱ护肤精华露(神仙水) 图4 MISSHA谜尚水清颜蜗牛修护霜

图5欧莱雅男士抗晒防护保湿露 图6儿童防晒乳 图7美肤宝美白隔离防晒霜 6 结束语

经研究发现，即使在多云或阴天的时候仍有较强能量的紫外线到达地面，春天到达地面的紫外线的能量并不比夏天低很多，UVA 可以更多地穿透衣服、玻璃、水等到达人体皮肤。所以，防晒，不仅仅只在炎热的夏天，不仅仅皮肤需要! 防晒，将是围绕现代化妆品技术与市场发展的一个长远的话题!

参考文献

[1]李明阳. 化妆品化学,2002,7（3）:9791

[2]王丰玲, 张英锋, 马子川. 防晒剂的分类、作用机理与评价[J].化学教育,2008(6)

[3]于淑娟，郑玉斌等. 日用化学工业，2005，35(4)；248-251

[4]怎么看防护UVA 的指数?. 防晒，2013，6

[5]董建军, 孙洪涛, 赵文刚. 食品与药品, 2005,7(12)

[6]韩儒雅. 日用化学品科学杂志，2010，33(6)