家用化学品
Household Chemicals
化妆品
化学电源
家用信息材料
化妆品 (Cosmetics)定义为「 可使人体清洁、美化、刺
激嗅觉、增加魅力、修饰容貌、掩饰体臭,或使皮肤
与毛发保持健康美感之品。 而探讨产品组成成分、物
理成分、化学性质及相关作用的科学叫做「化妆品化
学」 (Cosmetic Chemistry)。
在探讨化妆品化学时,为什么要先从界面开始讲
起,你一定满腹疑问,其实化妆品和界面息息相关,
也是制造化妆品必须具备的常识,并且是非加不可
的成分。市面上的化妆品琳琅满目,为什么能创造
那么多不同的产品,就让我们来一趟化妆品之旅吧!
相信你一定不枉此行!
在日常生活当中,有许多不同的界面,例如空
气和水就是两种不同的界面,而在化妆品化学最主
要是研究哪两种界面呢?你想到了吗?就是油相和
水相啊!而它们就好比咖啡和奶精,两种不同的界
面,所混合而成。
你知道平常所使用的的牙膏里,也有添加界面活
性剂!你知道 是何种界面活性剂吗?烷基硫酸盐,
它是属于阴离子界面活性剂,由亲水端的分子键及
亲油端的分子键两部分所组成,常加入食盐 (NaCl),
以调整粘度。烷基硫酸盐主要的功能为清洁。其洗
净力强、起泡性佳但具有刺激性,故常添加两性界
面活性剂以降低刺激性,如甜菜碱类的两性界面活
性剂,也常添加于婴儿的清洁用品。常使用于洗发
精和牙膏。 天然的两性界面活性剂如卵磷脂,温和
不刺激。
市面上很多脸部清洁用品都强调,温和不刺激
的弱酸性的洗面奶,的确,它因为符合皮肤的 PH
值故不伤肌肤十分温和 。也可添加多元醇类当保湿
剂。正值青春期时应加强在清洁化妆品,选购时应
选择适合自己的。下次购买清洁用品时,你知道如
何选购了吗?
你的洗面皂是合成清洁剂吗
保养的第一步骤就是清洁,假如清洁没有做好,
皮肤容易出现粉刺等等问题。所以清洁是不能怠慢
喔!正值青春期的朋友,保养首重的更是清洁,因
为青春期的油脂分泌量高,为了预防粉刺、面疱的
产生,故早、晚的清洁工作要确实做好。而选择化
妆品时,主要是适合自己为主。
所谓清洁霜就是冷霜添加合成界面活性剂,至
于洗面奶、卸妆乳都可视为同类的商品,因为大部
分都是添加合成界面清洁剂。如下面
香气能够带给我们愉悦感、影响彼此之间的感觉。
基普林 (Kipling)说:香味比声音和影像更能拨动你的
心旋。香水的制造者以其不寻常的香料控制的能力,
可以营造情绪、浪漫、魅力、眷恋的愉悦感。
香水
香水的香味强度及持久性,是视精油、水、酒
精之比例而定。以最强烈的香精为例,应含有
15%~30%之精油,剩下的 85%~70%的成分,其中
有 90%~95%的酒精,5%~10%的水。以下是香水
种类的对照表。
香水的种类 精油的百分比 (%) 维持时间
浓缩香水 15~30 12hr
浓香水 8~15 6hr
香水 4~8 4hr
古龙水 3~5 2hr
香水有三步曲, 初味、中味及基础味。如果把香气的
转变比喻成一首恋曲,
头香, 就好比是男女一见钟情时一触即发。通常是属于挥发性最强
的成分,它们会蒸发得最快,因此就是您最先闻到的香味。
体香, 就好像是男女间爱情的滋长。当初味逐见蒸发掉后的味道。
基香, 就好比是这段恋情天长地久。当中味逐见蒸发掉后的味道。
一种香味的形成,是从数千种以上的香料中选出
平均超过一百种以上的香料混合而成。古时候只
能用天然香料制造香水,但因为天然的东西会受
到季节及后天的影响,生产量也不高,才会渐渐
转为使用合成香料;也是 托种类繁多的合成香料
之福,才能创造出现蓬勃发展的芳香世界。
关于皮肤的知识
皮肤:表皮, 真皮和皮下组织 。
表皮层:新陈代谢产生新细胞,大约每 27天便更新 1次,
表皮最外面为角质层,最薄为 0.02mm,厚可达 0.5mm。
角质层由含水量较低和表面 pH约为 4,略带酸性的
死细胞构成, 其细胞内充满的角朊纤维 ( 角蛋白纤维
) 由 22种不同的氨基酸组成, 它是一种不溶于水的硬
蛋白 。
作用:对酸, 碱, 有机溶剂均有一定的抵抗力, 并能
防止表皮下面的液体渗透出来,可起到保护皮肤的作用;又能使水稍微透过,而且其吸水能力 ( 水合作用 ) 很
强,能使皮肤保持柔润 。
角质层细胞一般其脂质含量约 7%,水分 15%-
25%,如果水分降低至 10%以下,皮肤会干燥发皱以致
老化,产生肉眼可见的鳞层或裂纹 。 为控制角质层的湿
度, 使它不变干和脱落太快, 需要在皮肤上涂些适当
的化妆品 。
据皮肤的特点, 主要是依据皮脂的分泌量, 将皮肤分为
干性, 油性, 中性和混合性等类型 。
干性皮肤皮脂的分泌量少,皮肤比较干燥而无油腻
的感觉,毛孔不明显,皮肤细嫩,肤色清洁, 红润而美观
。 但其表皮角质层含水量常在 10%以下, 故这类皮肤经
不起外界刺激, 容易老化, 起皱纹, 因此需要注意保护
。 早晚洗面洗手时要使用碱性小的洁肤用品, 如洗面奶
以免对皮肤造成刺激, 洗后还需涂抹适量的含油脂较多
的霜膏以滋润皮肤 。
油性皮肤毛孔粗大, 皮肤粗厚, 肤色多为淡褐色,
褐色, 皮脂的分泌物较多, 皮肤油腻感较重, 显得油光
满面 。 这类皮肤经得起外界的日晒和风吹雨打, 既不易
老化, 也不易起皱纹 。 但这类皮肤会由于皮脂分泌过多
而引起毛孔阻塞, 因此易长粉刺而影响美容 。 因此应特
别注重皮肤的清洁, 宜经常用清水清洗, 以除去皮肤上
过多的油脂, 不易搽涂油脂含量较多的化妆品 。
中性皮肤的皮脂分泌量和含水量适宜, 皮肤不干不
油,不粗不细,对外界的刺激不太敏感,是一种正常, 健
康和理想的皮肤,依据季节和爱好可使用各类化妆品 。
一般人体的前额, 鼻梁及下巴等部位毛孔粗大, 皮
脂分泌量也偏多, 属油性皮肤, 但其它部位如面颊皮肤
较干, 属干性或中性皮肤 。 这种皮肤同时具有两种不同
性质类型的皮肤则称为混合性皮肤 。 女性中有 80%属于
混合性皮肤 。
还有一类皮肤, 其多数毛孔粗大, 皮脂分泌量也偏
多, 但在使用化妆品, 某些化学制品或日照后会引起
皮肤过敏, 红肿, 发痒, 出现皮症等, 称之为过敏性
皮肤 。 过敏性皮肤的人要慎重使用化妆品 。
毛发是皮肤的附属器官之一, 几乎遍及人体全身 。
不同种族的毛发形状常有较大的差异, 例如头发, 中国
人, 日本人常为直毛, 而欧美人大多为缩毛, 黑人缩毛
更多 。 有人统计, 头发平均长度为 60-70cm,偶有长达
2m或更长者毛发的粗细直径一般在 40-105?m,这与性
别, 部位以及颜色有关 。 如颜色, 按人种毛发的颜色有
黑色, 金黄色, 褐色和棕色 。 红色头发最粗, 直径可达
100 ?m,黑色头发平均直径约为 75 ?m,浅黄色头发最
细, 直径约为 50?m。
毛发的生长有生长期, 休止期和脱落期 。 生长期与
脱落期交替进行 。 生长期的毛发每日生长 0.16-0.35mm,
一般夏季比冬季长得快, 女性的头发较男性的生长快,
3-7岁的儿童期生产最快, 每 24小时可生长 0.4-0.5mm。
精神因素, 某些疾病及药物也可抑制毛发的生长, 使之
进入休止期而引起脱发 。 不同部位的毛发生长周期也有
所差异, 如头发的生长周期最长约为 2-6年 。 因此正常人
都会有掉头发现象, 若每人平均以 10万根头发来计算,
那么自然的代谢更新每日落发的数目约为 40-100根, 若
超过此数目, 则就有可能变成秃头 。
? 毛发主要由角朊纤维构成。毛发角朊和其它蛋白质的
重要差异在于其胱氨酸含量较高。毛发蛋白质(角朊)
约有 16-18%是胱氨酸,而在角质层细胞的角 朊 中胱氨酸
的含量仅为 2.3-3.8%。这种氨基酸对毛发的结构起了十
分重要的作用。
NH2

S — CH2 — CH— COOH

S — CH2 — CH— COOH

NH2
胱氨酸
? 皮肤和毛发具有较好的韧性,这是由于它在不同的蛋
白质链之间有桥键,如氢键和二硫键( — S— S— ),当
pH上升到 4以上时,角朊将会膨胀而变软,这是毛发的
一个重要化学问题。在两个蛋白质链之间还有另一类型
的桥键,即离子键。这是因为赖氨酸的一个 — NH2 基团
和相邻蛋白质链上谷氨酸的一个羧基 — COOH之间的相
互作用的结果。当 pH为 4.1时,一个带正电的 — NH3+基
团和一个带负电的 — COO-基团互相靠近,就会形成离子
键。水( pH=7)可使一些离子键减弱而引起角膨胀,故
当我们的头发变湿的时候,它能被拉伸到干燥时的 1.5倍。
这也是毛发化学的一个重要问题。
│ │
O == C N— H
│ │
H— CCH2— S — S — CH2 C— H
│ │
H— N C == O
│ │
二硫键
发用化妆品
烫发剂 ( Wave lotion)
烫发是改变头发的形态和结构, 而达到并保持预
先所设计的发型 。, 泠烫, 方法是主流,它利用化学药
品在常温下进行烫发, 实际上是一种, 化学, 烫发 。
化学烫发的机理是头发中角蛋白细胞的胱氨酸的架桥
结构的切断理论 。 毛发中胱氨酸的二硫键很容易被还原
剂切断, 最常用的还原剂是疏基醋酸及其盐, 它们能向
角蛋白提供氢原子, 使胱氨酸中二硫键的的二个硫原子
各与一个氢原子结合, 形成两个疏基 ( — SH), 从而是
一个胱氨酸分子被还原为二个半胱氨酸分子, 此时二硫
键被切断, 头发从刚韧变成软化状态, 并随烫发器弯曲
而变形, 其后, 相互错开的半胱氨酸分子上的疏基基团
再经氧化剂 ( 即中和剂 ) 的氧化作用, 部分重新组合成
新的二硫键, 于是头发又恢复原有的刚韧性, 同时保持
了预先设计的波纹卷曲状的发型, 烫发完成 。
?双剂型泠烫剂 ( Cold wave lotion)
I 剂 组分 wt(%) 主要功效
疏基醋酸 (50%溶液 ) 12.7 还原剂,切断头发中的二硫键
氨水 (25%) 2.3 提供碱性,使毛发溶胀松软
聚氧乙烯 (50)氢化蓖麻
油 2.0 滋润剂,乳化剂
EDTA-4Na 适量 金属离子螯合剂
色素 适量 提供颜色
香精 适量 增加香味
去离子水 加至 100 溶剂
? I 剂, 还原剂
II剂 组分 wt(%) 主要功效
过氧化氢 (50%) 14.0 中和剂,固定、定型作用
C-14-S瓜耳胶 1.5 护发作用
柠檬酸 适量 pH调节剂
去离子水 加至 100 溶剂
II剂:氧化剂 ( 中和剂 )
作业要求
字数 > 3000字; 文章中标明学号, 姓名;
与上课内容密切相关;
可以作为课堂补充材料, 包括新的内容, 彩色图片;
可选择:家用信息材料等题材;
文件名:学号姓名
15 周开始发送,gan@citiz.net
ganlihua@citiz.net
3 天后没收到确认件, 请重新发送或交打印稿;
期限:第 18周内 。
染发剂 ( Hair dyes)
暂时性染发剂, 半持久和持久性染发剂
暂时性染发剂 ( Temporary hair dyes) 通过使染
料 ( 颜料 ) 吸附或粘连而沉积在头发的最外层, 从
而使头发改变颜色, 它所使用的色素是以颜料 ( 碳
黑 ) 为主, 也有用酸性染料的, 多以喷雾剂面市 。
这种染发是不牢固的, 一经洗发, 染料就被完全冲
洗掉, 而恢复到原来的颜色, 因此它只作为临时性
修饰头发之用或演员在舞台, 影视上的需要而进行
的暂时性染发 。
半持久性染发剂 ( Semipermanent hair dyes) 的染
发机理是染料通过头发的表层, 用, 浸透, 或, 扩散,
的方式到达毛发的上皮和毛发髓, 形成离子键而沉淀,
着色, 从而实现染发 。 它可以染成各种色泽的头发, 染
发后可耐洗发 5— 6次, 其使用的主要染料为偶氮系酸性
染料, 配合的溶剂有醇, N— 甲基吡咯烷酮等, 用柠檬
酸等调节 pH值, 在酸性条件下进行染发较容易, 效果好

持久性染发剂 ( Permanent hair dyes) 在整个染发
制品中占 70%— 80%。 它的染发染料可渗透到头发内部
毛髓中, 通过氧化还原反应形成稳定的物质, 因此染发
色泽牢固, 自然, 耐洗涤, 耐日晒, 且对发胶, 摩丝等
的使用没有影响, 称为持久性 ( 一般保持 1— 3个月 ) 染
发 。
NH
NH NH
NH NH
NH N
N H
NH
N
NH
NH
2
2
2
2
2
22
2
OH
OH
对苯二胺 二亚胺 对苯二胺
斑德罗斯基
中间体
对苯二酚
(偶色剂 )
H N
N
HO O
H
N
NH
氧化
氧化及与对苯二胺缩合
吲哚染料
图 3 氧化型染料染发过程的化学反应
2 2
持久性氧化型染料的主要原料:苯胺类衍生物 ( 如
对苯二胺, 对甲苯二胺等低分子物质 ) 作为显色剂 。 它可
以渗入发质内部, 经氧化剂 ( 如过氧化氢 ) 氧化生成染料
中间体, 该中间体在偶合剂 ( 成色剂 ) 如对苯二酚, 连苯
三酚, ?— 萘酚等作用下, 进行偶合反应或缩合反应, 生
成大分子的吲哚等各种色泽的染料, 由于这些化学反应在
发质内部进行, 因此最后形成的大分子染料被头发锁紧,
成为持久性色泽, 从而实现了持久性染发 。 其化学反应如
图 3所示 。 染发机理可简述为:小分子染料显色剂 → 渗入
发质内部 → 经氧化剂氧化 → 与偶合剂进行缩合反应形成大
分子染料 → 锁紧在发质内部 → 形成持久染色 。
持久性氧化型染发剂常配成二剂型, 在使用时将 I
剂和 II剂混合后, 均匀涂在头发上, 经过一段时间, 用
清水洗净, 头发即被染成黑色或其它各种颜色 。 下面例
举的是持久性染发水的配方, 其中 II剂的使用量一般为
3%— 6%。
I 剂 组分 Wt / % 主要功效
对苯二酚 3.0 显色的染料中间体
间苯二酚 0.5 偶色的偶合剂
聚氧乙烯硬脂酸酯 15.0 分散、渗透、发泡及调理作用
油酸 10.0 分散、渗透、发泡及调理作用
异丙醇 15.0 促进渗透,均染剂
黄原胶 0.3 增稠、增溶及稳泡,利于渗透
氨水( 28%) 10.0 调节 pH至 9— 11,利于渗透
BHT 适量 抗氧剂
EDTA 适量 金属螯合剂
去离子水 46.2 溶剂
II剂 组分 Wt / % 主要功效
过氧化氢 (30%水溶液 ) 20.0 氧化剂
非那西汀 适量 稳定剂
香精 适量 增加香味
去离子水 80.0 溶剂
脱毛剂
脱毛剂是指具有减小, 消除体毛作用的化妆品 。 现
代脱毛方法大都采用化学方法, 其脱毛机理是在 pH值为
11— 13的碱性条件下, 采用还原剂来打断构成体毛的主
要成分角蛋白胱氨酸链中的二硫键, 使其还原为半胱氨
酸, 从而切断体毛, 达到脱毛的目的 。 目前作为脱毛剂
的主要原料是具有刺激性较低, 臭气味较少特点的有机
类疏基乙酸盐类 ( 钙盐, 钾盐和钠盐 ) 。 典型的脱毛乳
剂的组分如下:
组分 Wt/% 主要功效 组分 Wt/% 主要功效
疏基乙酸钙 7.5 还原剂 十六烷醇 6 皮肤调理剂
碳酸钙 20 填充剂 硫酸十二酯钠 0.5 洗涤剂
氢氧化钙 1.5 调节碱性 水 64.5 溶剂
焗油 ( Hot oil)
焗油的主要成分是渗透性强, 不油腻的动物性油脂
,如貂油, 霍霍巴油等和对头发有优良护理作用的硅油
及阳离子聚合物, 通常还含有一些皮肤助渗剂成分 。 焗
油膏在使用时只需将其均匀涂抹在头发上, 然后用加热
套散发蒸汽 (或用热毛巾包扎 ),使焗油膏的营养成分渗
透到头发内部, 补充脂质成分, 修复损伤的头发, 并对
头发进行护理 。 因此使用焗油可以改善发质和头发的梳
理性,使头发光泽, 柔软 。 下面例举的免蒸焗油的配方 。
组分 质量 (%) 主要功效
三辛酸 /癸酸甘油酯 35.0 油脂
硬脂酸异十六酯 32.6 油脂
霍霍巴油 4.0 油脂
环甲基聚硅氧烷 28.0 助渗剂
防腐剂 适量
香精 0.4
色素 适量
亮发素 ( Hair lightening)
亮发素是一种新型毛发护理品, 它不油腻, 不粘发
,吐沫后头发立即就有明显改变, 显得十分亮泽改善了
梳理性, 还可修复分插的发尾, 使头发飘逸, 亮丽 。 亮
发素的主要成分为挥发性硅油, 还有其它护理和修复损
伤头发的成分, 它现大都采用胶囊式的包装, 囊内可包
含多种油性组分, 而且它携带使用方便, 不会出现二次
污染 。
组分 Wt / % 主要功效
环甲基硅油与二甲基硅
油混合物
64.5
亮发、润发、调理
作用
甲氧基月桂酸辛酯 1.9 紫外线吸收剂
异十六烷 33.5 油性溶剂
尼泊金丙酯 适量 防腐剂
香精 适量
色素 适量
摩丝 ( Mousse)
摩丝 ( 喷发胶 ) 是一种气溶胶泡沫状润发定发产品
,其特点是使用时具有丰富的, 细腻的, 量少而体积很
大的乳白色泡沫, 很方便均匀涂布在头发上并迅速破泡
,使头发光滑, 润湿, 易于梳理, 从而便于造型及定型
。 摩丝的主要原料有成膜剂, 发泡剂, 溶剂, 抛射剂及
其它添加剂 。 以下是一种典型摩丝的配方 。
组分 Wt / % 主要功效
聚乙烯甲酰胺
( PVF) 3.10
成膜剂,抗潮湿,低粘结性,形成
较硬的薄膜
聚季铵盐 -4 0.50 成膜剂,调理作用,形成透明、光亮的柔软薄膜
山梨醇聚氧乙烯醚 0.60 非离子表面活性剂,具有发泡作用
去离子水 87.4 溶剂
乳化硅油 0.50 添加剂,亮发、润发、护发作用
水溶性硅油 0.40 添加剂,亮发、润发、护发作用
甘油 1.50 护发作用
丁烷 4.90 抛射剂,产生较稠密的泡沫
丙烷 2.10 抛射剂,产生较稠密的泡沫
香精 适量 提供香味
趣题讨论 6-1:头发定型剂的品种及功能
头发定型剂的主要品种有喷发胶、摩丝和发用凝胶等,
它们的主要原料有成膜剂、溶剂、抛射剂、中和剂、发泡
剂、凝胶剂及添加剂等。
最早时有选用天然胶质(如虫胶、松香、树胶等)作为成
膜剂,现大都选用合成高聚物,常用的成膜剂有:( 1)
聚乙烯醇( PVA)。( 2)聚乙烯吡咯烷酮( PVP)及其
衍生的一系列水溶性高分子共聚物,如乙烯吡咯烷酮与醋
酸乙烯共聚物( PVP/VA),乙烯基吡咯烷酮与长链 -烯烃
共聚物( Antaron)等,它们与 PVP有类似共同性质,但
各有其特性。
( 3)乙烯基乙酸酯 /马来酸丁酯 /丙烯酸异丙酯共聚物,是
三元共聚物,它为优良的成膜剂,可以形成干爽透明薄膜,
对头发有极好的定型保型力,即使在高湿度条件下也不粘
手,具有优异的强度和良好的梳理性。( 4)辛基丙烯酰
胺 /丙烯酸盐 /丁基乙醇胺丙烯酸酯共聚物,它为两性树脂,
因此其附着性好,能耐 130℃ 高温,具有优良的定型效果
和保型能力。( 5)辛基丙酰胺 /丙烯酸酯共聚物,它的优
点在于产生的薄膜有良好的硬度,低白屑且易清 洗,对
头发有良好的高湿卷曲保持力 。
溶剂一般为水、乙醇、异丙醇丙酮及戊烷等,其作
用是溶解成膜剂。
抛射剂有液化气体和压缩气体两大类,液化气体主
要有液化石油气(即丙烷、正丁烷、异丁烷等低级烷
烃)、二甲醚,压缩气体常用的有氨气、二氧化碳、氧
化亚氨。它们的作用是当液化气体和原液一起被推压出
容器外后,部分液体急剧蒸发为气体,从而是原液破裂
成雾滴,随着抛射剂和溶剂的进一步气化,雾滴逐步减
小而达到气雾状态。
中和剂的作用是中和酸性聚合物的羧基基团,以提
高树脂(成膜剂)在水中的溶解性。常用的中和剂有:
氨甲基丙醇( AMP)、三乙醇胺( TEA)、三异丙醇胺
( TIPA)、二甲基硬脂酸酯( DMA)。
发泡剂常选用脂肪醇聚氧乙烯醚类和山梨醇聚氧乙
烯醚类等非离子表面活性剂,它具有发泡作用,还与树
脂有良好的相容性。
凝胶剂实际上是增稠剂,主要采用丙烯酸聚合物类
的产品,此外还有丙烯酸酯与亚甲基丁二酸酯共聚物,
以它们为增塑剂配制的发用凝胶非常清晰透明,具有弹
性的流变性和良好的定性能力。
定型剂中还含有香精及增塑剂等添加剂。增塑剂可
改良喷发胶等发用定型剂聚合物膜在头发上的感觉,使
其柔软、自然,可用作增塑剂的有:二甲基硅氧烷、月
桂基吡咯烷酮、乳酸鲸蜡酯等。
喷发胶一般以成膜剂, 中和剂, 溶剂, 增塑剂和抛
射剂等为主要原料, 摩丝的原料主要有成膜剂, 发泡剂,
抛射剂, 溶剂和添加剂等, 而发用凝胶的主要原料有成
膜剂, 中和剂, 凝胶剂, 溶剂和添加剂等 。
1.3 肤用化妆品
雪花膏 ( Vanishing cream)
雪花膏洁白如雪花,是一种 水包油 ( O/W)型的乳
化膏体,将它涂擦在皮肤上,开始有乳白之痕迹,随后
很快就消失,由此而得名。雪花膏的生产已有 100多年历
史,是一类传统的大众化护肤品,其成分绝大部分为水,
油相约 10— 30%,涂抹后可在皮肤表面形成一层光滑的
很薄的涂层,抑制表皮水分的过量蒸发,减少外界环境
对皮肤的影响与刺激。其使用感觉不油腻、滑爽、舒适,
并散发出宜人的香气,雪花膏可防止因气候干燥而造成
的皮肤干燥、干裂或粗糙,保持皮肤柔软。混用乳化方
式生产雪花膏已成为现今雪花膏生产的主体。
雪花膏的一种配方
组分 Wt/% 主要功效
硬脂酸 10.0 阴离子表面活性剂,乳化作用
十八烷醇 4.0 皮肤调理剂
单硬脂酸甘油酯 3.0 非离子表面活性剂。乳化作用,减少碱的用量
硬脂酸丁醇酯 7.0 非离子表面活性剂。乳化作用,减少碱的用量
丙二醇 10.5 保湿剂
氢氧化钾 0.2 与硬脂酸进行皂化反应
防腐剂 适量
香精 适量
去离子水 65.3
香脂
香脂是一种含油量高的 油包水 ( W/O) 型护肤乳化膏
霜, 其油性组分一般为 50— 80%,因此一般适用于干性
皮肤者使用 。 将香脂涂擦在皮肤上, 由于皮肤之体温而
蒸发水分, 或者因所含水分被泠却成泠雾而有晾泠的感
觉, 故又名泠霜 。 香脂的一个配方例举如下:
组分 Wt/% 主要功效
白油 35.0 油性组分
杏仁油 10.0 油性组分
棕榈酸异丙酯 6.0 油性组分
蜂蜡 10.5 与硼砂进行中和反应获到钠皂乳化剂
硼砂 0.7 与蜂蜡进行中和反应获到钠皂乳化剂
十六醇 4.0 皮肤调理剂
防腐剂 适量
香精 适量
去离子水 33.8
润肤霜
润肤霜是一类保护皮肤避免遭受外界环境对皮肤的
刺激, 防止皮肤过多失去水分, 经皮肤表面补充适当的
水分和脂质, 改善皮肤角质层干燥, 维持或恢复皮肤的
滋润, 柔软, 并使其富有弹性的护肤化妆品 。 润肤霜是
一种乳化型膏霜, 它所含的油性组分介于雪花膏和香脂
之间, 含量一般为 10%— 70%,其乳化类型有 O/W型,
W/O型, W/O/W型, W/O型膏体含油, 脂, 蜡类成分较
多, 对皮肤有很好的滋润作用, 适用于干性皮肤者使用,
而 O/W型膏体在目前占主要地位, 它清爽不油腻, 不刺
激皮肤, 适用于油性皮肤者使用 。 在润肤霜中加入各种
营养成分, 生物活性成分可以配制成养肤化妆品 。
润肤霜的一种配方
组分 Wt/% 主要功效
白油 8.0 滋润剂。润滑皮肤、减少水分的蒸发、诱导角质层水化,维持皮肤自身水分,使皮肤富有弹性
羊毛醇 2.5 滋润剂
橄榄油 21.0 滋润剂
辛酸 / 癸酸甘油酯 4.5 滋润剂
Span-60 2.8 乳化剂
甲基葡萄糖苷二油
酸酯 2.0 乳化剂
甘油 4.1 保湿剂
透明质酸 0.03 保湿剂
防腐剂 适量
香精 适量
去离子水 51.07
护肤凝胶
护肤凝胶是由胶体质点或高聚物分子相互联结构成的
具有空间网络结构的透明或半透明 ( 可着色 ) 的半固体
的胶冻状的一类剂型较新颖的化妆品, 它分为水性凝胶
和油性凝胶两类, 水性凝胶含有较多的水分, 因此具有
保湿及清爽的作用, 适宜于油性皮肤和夏季使用;油性
凝胶则含有较多的油分, 对皮肤具有滋润, 保湿作用,
适用于干性皮肤和冬季使用 。 下面例举护肤凝胶的一种
配方 。
组分 Wt/% 主要功效
Sepigel 305 3.0 胶凝剂、增稠剂及乳化剂
异壬基异壬醇酯 9.0 产生柔和而无油腻感的优质滋润剂
辛酰基羟化小麦蛋白 0.5 促进新陈代谢、防止皮肤衰老的生物活性组分
芦芭胶 Lubrazel CG 2.0 保湿剂
防腐剂 适量
香精 适量
色素 适量
去离子水 85.5
*Sepigel 305:聚丙烯酰胺 ( 和 ) C13-14异链烷烃 ( 和 ) 聚氧乙烯
月桂烷 -7,室温下分散在水中可配成凝胶
粉底化妆品是用以来遮蔽或弥补面部雀斑、粉刺、
疤痕等瑕疵,同时调整肤色,使皮肤色泽自然而显得滑
嫩的一类美容化妆品。
香粉大都是在使用面霜、脂型粉底后再涂敷的,它可
以遮盖皮肤褐斑、雀斑等缺陷,并可吸收皮肤上过多的
皮脂以消除面光,使皮肤显示出致密的细腻感。其遮盖
力弱的适合于干性皮肤者使用,而遮盖力强的则适用于
油性皮肤者。它的基本配方如下:
粉底化妆品
组分 Wt/% 主要功效
滑石粉 75.2 起延展、滑润作用
钛白粉 2.5 很强的遮盖力
超细钛白粉 2.0 很强的遮盖力,并具有防晒作用
氧化锌 3.0 较强的遮盖力,对皮肤具有灭菌及收敛作用
碳酸镁 3.0 优良的吸附性能,作为香精分散剂
硬脂酸锌 7.1 具有滑润感,与皮肤有良好的粘附性
高岭土 5.0 良好的粘附性能,抑制皮脂,消除滑石粉的闪光性
色素(色锭、颜料) 2.0 调和肤色
香精 0.2
组分 Wt/% 主要功效
滑石粉 71.5 起延展、滑润作用
超细尼龙粉 3.5 滑润作用,增加流动性
氧化锌 5.5 较强的遮着力,对皮肤具有灭菌及收敛作用
硬脂酸锌 4.5 具有滑润感,与皮肤有良好的粘附性
硼酸 4.5 轻微杀菌消毒作用,兼作缓冲剂
碳酸镁 10.0 优良的吸附性能,作为香精分散剂
香精 1.0
爽身粉是一种可涂敷在全身皮肤表面, 用以吸汗并使
身体感到滑爽的一类粉状护肤化妆品, 一种配方如下:
在香粉中掺入适当的粘合剂(如由黄原胶、羧甲基纤
维素与丙而醇、水等配制而成的水性粘合剂,或由白油、
硅油、脂肪酸酯、羊毛脂、角鲨烷等脂性粘合剂),混合
均匀后压制成成型即得块状粉底,其着妆效果和使用方法
与香粉相同。
液状粉底是由粉状原料悬浮于甘油、亲水性胶体溶液
或低酒精溶液中制成的具有流动性的浆状物。其遮盖力较
弱,有透明感,适于肤色好的人敷用,也适合夏季使用。
将粉底原料悬浮于轻质油脂(如挥发性硅油、脂肪酸酯类
等)所制成的粉底为油基型液状粉底,它与皮肤亲合性好,
不易溃妆,适用于干性皮肤者及冬季使用。
唇膏
唇膏可突出嘴唇的优点,掩盖其各种缺点,赋予女
性以诱人的色彩和美丽的外貌。另外,由于我们嘴唇的
皮肤上覆盖着一层没有因而很容易干燥的角质层,嘴唇
的正常湿度是靠嘴来维持的,因此,除了美容外,唇膏
可用来防止嘴唇干燥。
唇膏是着色剂分散在高分子量的烃或其衍生物中或
在二者混合物中的溶液或悬浮液。唇膏必须足够软,使
它在嘴唇上能形成均匀的涂层,而且又要具有良好的触
变性,不与水分发生乳化而脱落,即涂层要有良好的附
着力,但要易于抹去,着色剂也不能流失。一种典型的
唇膏配方如下:
组分 Wt/% 主要功效
溴酸红 2.0 提供颜色
色淀颜料 8.0 提供颜色,具有较好的遮盖力
蓖麻油 41.0 溴酸红染料的溶剂,增加附着力
巴西蜡 7.0 硬化剂,提高熔点,保持唇膏形体和表面光亮
蜂蜡 8.0 提高熔点,缓和高熔点蜡的脆化性
地蜡 12.0 硬化剂,有较好吸收矿物油性能
单硬脂酸甘油酯 7.0 溴酸红染料的溶剂,具有滋润性
羊毛脂 15.0 使油、蜡混合均匀,还具有优良的润肤作用
抗氧化剂 适量
香精 适量
添加了具有异常光泽的珠光颜料的唇膏称之为 珠光
唇膏,使用后唇部可显现闪烁的光泽,充满青春的火力,
从而提高化妆效果。 透明唇膏 中不添加任何色素成分,
其油脂含量较高,具有滋润、防裂的功效,它适合于大
众化使用。变色唇膏的着色剂只有溴酸红染料(四溴荧
光素),其色泽是淡橙色,当它涂抹在唇部后,由于酸
碱度达到唇部酸碱度时,其色泽立即由淡橙色变成玫瑰
红色。 乳化型唇膏 (滋润口红)由油性原料、着色剂配
合水、保湿剂及乳化剂,经乳化而制得,它对唇部皮肤
具有一定的保湿和护肤作用。
防水唇膏 中添加了具有抗水性的硅油成分,涂布后
可以形成防水性的薄膜,以减轻因饮水时唇膏的脱落。
添加人工培养法生产的紫草宁色素(天然色素)所配制
成的唇膏即为生物唇膏,它具有 12种深浅层次不同的色
调,还有保护嘴唇,防止干裂的功能,因此而受到消费
者的极大喜爱,并在世界上首次掀起了生物化妆品热。
胭脂
胭脂又称颊红, 是用来涂敷于面部使脸部显得红润,
健美而具有立体感的一类化妆品 。 它在诸多方面与粉底
完全相似, 但遮盖力比粉底弱, 色调较粉底深, 且其所
用的着色剂大都是有机颜料, 一般不使用染料 。 以下是
块状胭脂的一个配方:
组分 Wt/% 主要功效
滑石粉 60.0 吸收剂,吸收油性分泌物,有延展、滑润作用
高岭土 9.5 良好的粘附性能,抑制皮脂,消除滑石粉的闪光性
超细钛白粉 1.0 很强的遮盖力,并具有防晒作用
硅处理氧化锌 9.5 较强的遮盖力,对皮肤具有灭菌及收敛作用
碳酸镁 6.0 优良的吸附性能,作为香精分散剂
硬脂酸锌 5.0 具有滑润感,与皮肤有良好的粘附性
凡士林 2.0 油性组分
白油 2.0 油性组分
硅油 1.0 防水作用
无水羊毛脂 1.0 使油、粉混合均匀,还具有优良的滋润作用
色锭颜料 3.0 提供颜色
防腐剂 适量
香精 适量
眼部化妆品
眼部化妆品有眉笔, 眼影, 染睫毛油及眼线等多种 。
眉笔和唇膏非常相似, 它所含的原料为油, 脂, 蜡和着
色剂, 着色剂是灯黑这样的颜料, 现也有用棕褐, 茶色,
暗灰的色锭或颜料 。
眉笔的典型配方如下:
组分 Wt/% 主要功效
氢化蓖麻油 5.0 分散炭黑颜料,增加附着力
巴西蜡 5.0 硬化剂,提高熔点,调节硬度
蜂蜡 10.0 提高熔点,缓和高熔点蜡的脆化性
石蜡 20.0 分散炭黑颜料,增加附着力
凡士林 10.0 油性组分
白油 5.0 油性组分
羊毛脂 5.0 优良的滋润剂
色素(炭黑) 20.0 提供(黑)颜色
滑石粉 10.0 吸收剂,吸收油性分泌物
钛白粉 5.0 掩饰作用
防腐剂 适量
抗氧化剂 适量
香精 适量
眼影 是用于涂敷上眼皮及外眼角形成阴影而美化眼
睛之化妆品,眼影的配方与胭脂类同。染睫毛油可以使
睫毛变粗、颜色变深,并使它们显得更长一些,其主要
原料有胶粘剂、增溶剂、着色剂及乙醇和水。染睫毛油
可以是水溶性的,也可以是防水的。眼线是一种眼敛用
化妆品,使用眼线可以使眼部层次清晰,增加眼睛魅力,
还可以用于修饰眼型,使眼睛显得更加明亮妩媚。眼线
的耐水性要好并无刺激性,眼线的配制与眉笔相似,但
其笔心要稍细,色调更为均匀。
指甲油
指甲油是用来保护指甲, 美化指尖, 使指甲光亮健美,
增添美感, 同时具有保护手指末端软组织功能的一类化
妆品 。 指甲油可用成膜剂, 粘合剂, 增塑剂, 溶剂及着
色剂制成 。 溶剂挥发后留下由成膜剂, 粘合剂, 增塑剂
和着色剂组成的膜 。 成膜剂提供发光的膜, 加入的增塑
剂使膜更具韧性, 而加入粘结剂 ( 树脂 ) 使膜更牢固地
附在指甲上并防止其脱落, 为了使指甲油产生不透明感
并具有鲜艳的色彩而使用着色剂 。 另外, 还加入香料以
掩盖其它成分的气味 。 一种典型指甲油配方如下:
组分 Wt/% 主要功效
硝酸纤维素 10.0 成膜剂
醇酸树脂 10.0 粘合剂
柠檬酸乙酰三丁酯 5.0 增塑剂
乙酸乙酯 38.0 溶剂
己酸丁酯 15.0 溶剂
丙酮 17.0 溶剂
丁醇 5.0 助溶剂
高分子胶质原料 少量 防止着色剂沉淀
着色剂(色淀、颜料) 适量 产生不透明感,提供鲜艳的色彩
除指甲油剂是去除指甲上的指甲油膜的专用剂,其
主要成分是可以溶解硝酸纤维素和树脂的混合溶剂。另
外,还常加入少量的油、脂、蜡及保湿成分,以降低因
溶剂的脱水、脱脂作用而引起的干燥感觉。下面例举的
是凝胶型除指甲油剂的一种配方:
组分 Wt/% 主要功效
丙酮 71.7 溶剂
去离子水 10.0 稀释剂
丙二醇 9.5 增溶剂
Carbopol ETD 2050 2.0 胶凝剂
PEG-15椰油脂肪胺 2.0 中和剂
甘油 4.8 保湿剂
香精 适量
色素 适量
化 学 电 源
化学能(如燃料燃烧反应) → 热 → 机械能 → 电能,
此过程能量损失 60%~ 90%。
若应用电池,将化学能转化为电能,理论转化率可
达 90%,实际转化率达 70%以上。
1,一次电池 又称原电池,属化学电池,电池中活性物用完后电池
即失效。一般的干电池即属此范畴。
a, 锌锰干电池 Ⅰ, 氯化铵型
(一) Zn∣ NH4Cl(26%) + ZnCl2∣ MnO2+ C(+)
反应:负极 Zn→Zn 2+ + 2e
正极 2MnO2 + 2H2O + 2e → MnOOH + 2OH-
电解液中离子反应:
Zn2+ + 2NH4Cl + OH- → Zn(NH3)2Cl2 + 2H2O
电池总反应:
2MnO2+ Zn+ 2NH4Cl → 2MnOOH + Zn(CH3)2Cl2
此电池开路电压 1.45~ 1.50V,在有效放电期间电压比较稳定,电
池防腐性能较差。
Ⅱ, ZnCl2 锌锰电池
基本结构同上,但电解液不同,ZnCl2型以 ZnCl2为主,掺入少量
NH4Cl 甚至无 NH4Cl,而加少量 ZnO。
电池反应:
负极,4Zn → 4Zn 2+ + 8e
正极,8MnO2 + 8H2O + 8e → 8MnOOH + 8OH-
电解液内,4Zn2+ + H2O + 8OH- + ZnCl2 → ZnCl 2 · 4ZnO · 5H2O
总反应:
8MnO2 + 4Zn + ZnCl2 + 9H2O→ 8 MnOOH + ZnCl2 · 4ZnO · 5H2O
NH4Cl型 电池反应中阴极反应消耗 H2O,但电解液反应又生成 H2O,
水分正好平衡。当锌皮消耗产生破洞时,电解液可以漏出。
ZnCl2型 阴极反应消耗 H2O,电解液反应使水变成结晶水,总反应
消耗水。所以此类电池防漏性能较好。
b, 碱性锌锰电池
(-) Zn∣ KOH( l) ∣ MnO2 + C (+)
负极,Zn+ 2OH- → ZnO+ H2O+ 2e
正极,MnO2+ 2H2O+ 2e → Mn(OH) 2+2OH-
总反应,Zn+ MnO2+ H2O → ZnO + Mn(OH)2
这类电池在体积小, 重量轻, 要求大电量, 大容量, 宽温度使
用等方面都优于一般锌锰电池 。
2、二次电池 又称 蓄电池
a, 铅酸蓄电池
负极为海绵状铅 铅锑合金方形格子板上覆
盖一层 Pb
正极为氧化铅 铅锑合金方形格子板上覆
盖一层 PbO2
电解液为硫酸,一般浓度为 27%~ 39%
比重 1,2 ~ 1,3,以惰性多孔材料作隔板 (木材,
多孔橡皮,或 高分子材料)
电池式,Pb+ PbSO4∣ H2SO4∣ PbO2+ Pb
E
t
平均充电电压
平均放电电压
蓄电池充放电曲线
当电解质 H2SO4比重为 1.25~1.28时,理论电压为 2V,电池放电电
压降至 1.8V时,应停止放电,进行充电。充电反应是放电反应的逆反应。
阳极反应,Pb+ SO42- → PbSO4+ 2e
阴极反应,PbO2+ 4H+ + SO42- + 2e → PbSO 4+ 2H2O
电池反应,PbO2+ Pb+ 2H2SO4 = 2PbSO4+ 2H2O
充电
放电
至此 PbSO4的量已不多, 再继续充电必须加
大电压, 当加大到 2~ 3 V时, 阳极产生 O2,
阴极产生 H2,充电应停止, 否则会减小电池
容量 。
当正极 PbO2,负极 Pb均转化为 PbSO4,电解
液中 H2SO4浓度变稀时, 平衡电压下降, 电极
孔隙被 PbSO4覆盖 (不导电 ),此时极化严重,
电压明显下降 。 若过量放电可引起 PbSO4结晶
增大, 以后充电时就不能恢复 。
b, 爱迪生镍、铁电池
正极 Fe 负极 Ni(OH)3 电解液 是 20 % KOH( aq)
电池式 (-) Ni + Ni(OH)3︱ KOH( 20%) ︱ Fe(+)
阳极反应 Fe + 2OH- → Fe(OH)2 + 2e
阴极反应 2Ni(OH)3 + 2e → 2Ni(OH) 2 + 2OH-
总反应 Fe + 2Ni(OH)3→ 2Ni(OH) 2 + Fe(OH)2
若把 Fe 阳极换成 镉,就成为 镍镉电池 。
其总反应为 Cd + 2 Ni(OH)3 → 2Ni(OH) 2 + Cd(OH)2
这类电池电解液浓度不变化,仅起到传递 OH- 离子的媒介作用,无
论超充电,低充电或放电,都不会损害或失去电容量。所以,它广
泛应用于高强度,维护简单的场合。
c, 银锌蓄电池
阴极:过氧化银(银氧化制备) 阳极:多孔锌板
电解液为 40% KOH加锌酸钾组成。
电池式 (-) Zn∣ KOH(40% ) ∣ Ag2O2+ Ag(+)
阳极反应 2Zn+ 4OH- → 2Zn(OH)2 + 4e
阴极反应 Ag2O2+ 2H2O+ 4e → 4OH - + 2Ag
总反应 Ag2O2+ 2H2O+ 2Zn → 2Zn(OH) 2+ 2Ag
银锌电池体积轻巧,能输出大电流,并且低温时仍能保持良好
的电流输出。
3,燃料电池
特性和种类 液体和气体两类
名称 燃料 电解质 运转温度
常温
联氨空气型
甲醇空气型
氨 — 氧气
氢 — 氧气
联氨
甲醇


KOH
KOH, H2SO4
KOH
KOH
常温

100℃
中温 磷酸型 氢 H3PO4 170~ 220℃
高温
熔融碳酸盐 水,一氧化碳 Li2CO3,CaCO3等混合物 ~ 650℃
固体电解质 氢,一氧化碳 金属氧化物 ~ 1000℃
氢氧燃料电池
正极 O2+ 4H+ + 4e → 2H 2O
负极 2H2 → 4H + + 4e
总反应 2H2+ O2→ 2H 2O
甲醇燃料电池
碱性介质 正极 3O2+ 12H+ + 12e → 6 H 2O
负极 2CH3OH + 16OH- → 2 CO32- + 12H2O + 12 e
总反应 3 O2+ 2 CH3OH + 2OH- → 2 CO32- + 6H2O
酸性介质 正极 3 O2 + 12 H+ + 12 e → 6 H 2O
负极 2 CH3OH + 2 H2O → 2 CO 2 + 12 H+ + 12 e
总反应 3 O2 + 2 CH3OH → 2 CO 2 + 4 H2O
锂电池
Intercalation material
Layered structure of graphite
packing state,ABABAB
负极:石墨
家 用 信 息 材 料
磁带的工作原理是怎样的?
磁带可依是四氧化三铁带(纯黑色),二氧化铬带(枣
红色),或者铁铬混合带,稀土带,铁氧体带等等类型。
用聚酯粘合剂均匀涂布在高密度聚乙烯膜(带基)上,电
影带和相机胶卷用的是三醋酸纤维素片基。
录音磁头和放音磁头在录音机里根本就是一个,只是按下
去的按钮不同,电路发生了改变,分别承担录放音功能。
录音带又称磁带,顾名思义,就是其带子上有磁性物质,
当人说话时,由于频率的高低起伏,改变了通过录音机的
电流大小,从而改变了磁性物质的排列顺序,也就是这样
记录下数据的。
磁带正反转两面的节目为什么不一样?
这是由于磁头有四个空气隙,正转时利用两个,一个通
过直流电使其工作产生恒定电场,一个通过音频输送到前置
放大器;
反转时通过另外两个,而前两个则不再有电流通过。同
时磁带详细观察,别看磁带只有 0.4cm的宽度,实际上它是从
带的正中间分为两部分的,分别承担正转或反转的节目而且
由于磁头的四磁间隙结构而不会相互干扰。
随着 VCD,DVD以及多媒体电脑的普及,光盘越来越多的
进入千家万户。因此,光盘作为日益深入社会生活的重要信息
载体,大大方便了家庭的娱乐与学习,我们很有必要对其技术
性能有一个全面了解。
光盘的工作原理明亮如镜的光盘是用极薄的铝质或金质音
膜加上聚氯乙烯塑料保护层制作而成的。
与软盘和硬盘一样,光盘也能以 二进制数据 (由 "0"和 "1"组
成的数据模式 )的形式存储文件和音乐信息。要在光盘上存储数
据,首先必须借助电脑将数据转换成二进制,然后用激光将数
据模式 灼刻 在扁平的、具有反射能力的盘片上。激光在盘片上
刻出的小坑代表 "1",空白处代表 "0"。
光盘小知识
在从光盘上读取数据的时候,定向光束 (激光 )在光盘的表
面上迅速移动。从光盘上读取数据的电脑或激光唱机会观察激
光经过的每一个点,以确定它是否反射激光。如果它不反射激
光 (那里有一个小坑 ),那么电脑就知道它代表一个 "1"。如果激
光被反射回来,电脑就知道这个点是一个 "0"。然后,这些成
千上万、或者数以百万计的 " l"和 "0"又被电脑或激光唱机恢复
成音乐、文件或程序。