納米二氧化鈦在化妝品里應(yīng)用
紫外線是太陽(yáng)光中對(duì)人體危害較大的一種光波。過(guò)度照射紫外線,會(huì)使皮膚產(chǎn)生紅斑、黑斑,使皮膚老化,嚴(yán)重的會(huì)引發(fā)皮膚癌。納米二氧化鈦(HG-NT02)由于具有高折光性和高光活性,一直被作為一種主要的防曬劑。被用于新型、防曬化妝品的研究和開(kāi)發(fā),逐步顯示其特殊的性和廣闊的應(yīng)用前景。
一:納米二氧化鈦(HG-NT02)的防曬機(jī)理
按照波長(zhǎng)的不同,紫外線分為短波區(qū)190~280 nm、中波區(qū)280~320 nm、長(zhǎng)波區(qū)320~400nm。短波區(qū)紫外線能量高,但在經(jīng)過(guò)離臭氧層時(shí)被阻擋,因此,對(duì)人體傷害的一般是中波區(qū)和長(zhǎng)波區(qū)紫外線 。
納米二氧化鈦(HG-NT02)的強(qiáng)抗紫外線能力是由于其具有高折光性和高光活性。其抗紫外線能力及其機(jī)理與其粒徑有關(guān):當(dāng)粒徑較大時(shí),對(duì)紫外線的阻隔是以反射、散射為主,且對(duì)中波區(qū)和長(zhǎng)波區(qū)紫外線均有效。防曬機(jī)理是簡(jiǎn)單的遮蓋,屬一般的物理防曬,防曬能力較弱;隨著粒徑的減小,光線能透過(guò)納米二氧化鈦(HG-NT02)的粒子面,對(duì)長(zhǎng)波區(qū)紫外線的反射、散射性不明顯,而對(duì)中波區(qū)紫外線的吸收性明顯增強(qiáng)。其防曬機(jī)理是吸收紫外線,主要吸收中波區(qū)紫外線。
由此可見(jiàn),納米二氧化鈦(HG-NT02)對(duì)不同波長(zhǎng)紫外線的防曬機(jī)理不一樣,對(duì)長(zhǎng)波區(qū)紫外線的阻隔以散射為主,對(duì)中波區(qū)紫外線的阻隔以吸收為主
納米二氧化鈦(HG-NT02)由于粒徑小,活性大,既能反射、散射紫外線,又能吸收紫外線,從而對(duì)紫外線有更強(qiáng)的阻隔能力。
納米二氧化鈦由于其顆粒較細(xì),制成品透明度高,能透過(guò)可見(jiàn)光,加入化妝品使用時(shí)皮膚白度自然,克服了有的有機(jī)物或顏料級(jí)二氧化鈦(HG-NT02)不透明,使皮膚呈現(xiàn)不自然的蒼白色的缺點(diǎn)
二:粒徑的選擇
納米二氧化鈦(HG-NT02)微粒的大小與其抗紫外能力密切相關(guān)。當(dāng)其粒徑等于或小于光波波長(zhǎng)的一半時(shí),對(duì)光的反射、散射量大,屏蔽效果好。紫外線的波長(zhǎng)在190~400 nm 之間,因此納米二氧化鈦(HG-NT02)的粒徑不能大于200 nm , 好不大于100nm。但是,也不是顆粒越小越好,粒度太小容易團(tuán)聚,不利于分散,還易于堵塞皮膚的毛孔,不利于透氣和汗液的排除。一般說(shuō)來(lái),當(dāng)其粒徑在30~100 nm 之間時(shí),對(duì)紫外線的屏蔽效果好,同時(shí)能透過(guò)可見(jiàn)光,使皮膚的白度顯得更富自然美。因此,好設(shè)法將化妝品用二氧化鈦(HG-NT02)的大小控制在此范圍內(nèi)。
制備納米?TiO?2?粉體的化學(xué)方法主要有液相法和氣相法。液相法包括沉淀法、溶膠?——?凝膠法和?W/O?微乳液法;氣相法主要有?TiCl?4(四氯化鈦)?氣相氧化法。液相法反應(yīng)周期長(zhǎng),三廢量較大,雖然能得到非晶態(tài)粒子,高溫下發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變,但煅燒過(guò)程極易導(dǎo)致粒子燒結(jié)或團(tuán)聚;氣相氧化法具有成本低、原料來(lái)源廣等特點(diǎn),能快速形成銳鈦型、金紅石型或混合晶型?TiO?2?粒子,后處理簡(jiǎn)單,連續(xù)化程度高。但此法對(duì)技術(shù)和設(shè)備要求較高。?
2.2.1均勻沉淀法制備納米TiO?2
???納米顆粒從液相中析出并形成包括兩個(gè)過(guò)程:一是核的形成過(guò)程,稱為成核過(guò)程;另一是核的長(zhǎng)大過(guò)程,稱為生長(zhǎng)過(guò)程。當(dāng)成核速率小于生長(zhǎng)速率時(shí),有利于生成大而少的粗粒子;當(dāng)成核速率大于生長(zhǎng)速率時(shí),有利于納米顆粒的形成。因而,為了獲得納米粒子成核速率大于生長(zhǎng)速率,即反應(yīng)在較高的過(guò)飽和度下進(jìn)行。?
???均勻沉淀法制備納米?TiO?2?是利用?CO(NH?2?)?2?在溶液中緩慢地、均勻地釋放出?OH?-?。其基本原理主要包括下列反應(yīng):?
???CO(NH?2?)?2?+3H?2?O=2NH?3?·H?2?O+CO?2?↑?NH?3?·H?2?O=NH?4?+?+OH?-?TiO?2+?+2OH?-?=TiO(OH)?2?↓?TiO(OH)?2?=TiO?2?+H?2?O?
????在這種方法中,不是加入溶液的沉淀劑直接與?TiOSO?4?發(fā)生反應(yīng),而是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使沉淀在整個(gè)溶液中緩慢地生成。向溶液中直接添加沉淀劑,易造成沉淀劑的局部濃度過(guò)高,使沉淀中夾有雜質(zhì)。而在均勻沉淀法中,由于沉淀劑是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)緩慢生成的,因此,只要控制好生成沉淀劑的速度,就可避免濃度不均勻現(xiàn)象,使過(guò)飽和度控制在適當(dāng)范圍內(nèi),從而控制粒子的生長(zhǎng)速度,獲得粒度均勻、致密、便于洗滌、純度高的納米粒子。該法生產(chǎn)成本低,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,便于工業(yè)化生產(chǎn)。
納米光觸媒是指在光照下,自身不發(fā)生化學(xué)變化,卻可以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì),其功能就象光合作用中的葉綠素。銳鈦型納米TiO2為主要成分的超活性HG-A-001是主要的光觸媒材料,當(dāng)其吸收太陽(yáng)光或其他光源中的能量后,粒子表面的電子被激活,逸離原來(lái)的軌道,同時(shí)表面生成帶正電的空穴。逸出的電子具有強(qiáng)還原性,空穴則具有強(qiáng)氧化性,兩者與空氣中的水氣反應(yīng)后會(huì)生成活性氧和氫氧自由基。活性氧、氫氧自由基能將大部分有機(jī)物、污染物、臭氣、細(xì)菌等氧化分解成無(wú)害的二氧化碳和水。
納米光觸媒技術(shù)是一種納米仿生技術(shù),用于環(huán)境凈化,自清潔材料,新能源,癌癥醫(yī)療,率抗菌等多個(gè)領(lǐng)域。
本文主要介紹納米光觸媒HG-A-001在日光下水溶液的正確使用方法:
(1)????????????????? 二氧化鈦光觸媒HG-A-001為粒徑大小約為5納米,制成中性水溶液后為不發(fā)生沉淀的澄清液體,長(zhǎng)時(shí)間放置會(huì)不發(fā)生沉淀是合格的光觸媒溶液具備很好光催化作用。
(2)????????????????? HG-A-001溶液噴涂在瓷磚,墻面,玻璃,金屬,塑料等表面,水分干燥后納米顆粒會(huì)密著在表面,不會(huì)有剝落現(xiàn)象。
(3)????????????????? HG-A-001不適合直接噴涂在空氣中,以免形成的粉塵吸入人體,對(duì)肺部造成危害。
(4)?????HG-A-001光觸媒溶液并非消毒水,因此不適合直接噴在身上,以免因皮膚附著性不佳,造成納米粒子剝落,因而吸入肺部造成危害。
(5)??????HG-A-001配合照射紫外光效果會(huì)更好,因此若噴涂在室內(nèi),應(yīng)打開(kāi)窗戶,讓日光照射進(jìn)來(lái)。若是沒(méi)有日光照射的室內(nèi)或夜晚,可以使用家用捕蚊燈照射,以加強(qiáng)紫外線來(lái)源,一般白熾燈也含有較低強(qiáng)度的紫外光來(lái)源,但近距離照射,光觸媒效果會(huì)更好。
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