Nanotegnologie en nanomateriale: Nanometer titaniumdioksied in sonskermskoonheidsmiddels

Nanotegnologie en nanomateriale: Nanometer titaniumdioksied in sonskermskoonheidsmiddels

Haal woorde aan

Ongeveer 5% van die strale wat deur die son uitgestraal word, het ultravioletstrale met 'n golflengte ≤400 nm. Ultravioletstrale in sonlig kan verdeel word in: langgolf ultravioletstrale met 'n golflengte van 320 nm~400 nm, genoem A-tipe ultravioletstrale (UVA); Mediumgolf ultravioletstrale met 'n golflengte van 290 nm tot 320 nm word B-tipe ultravioletstrale (UVB) genoem en kortgolf ultravioletstrale met 'n golflengte van 200 nm tot 290 nm word C-tipe ultravioletstrale genoem.

Weens sy kort golflengte en hoë energie het ultravioletstrale groot vernietigingskrag, wat mense se vel kan beskadig, inflammasie of sonbrand kan veroorsaak en velkanker ernstig kan veroorsaak. UVB is die hooffaktor wat velontsteking en sonbrand veroorsaak.

1. die beginsel van afskerming van ultravioletstrale met nano TiO2

TiO _ 2 is 'n N-tipe halfgeleier. Die kristalvorm van nano-TiO _ 2 wat in sonskermskoonheidsmiddels gebruik word, is oor die algemeen rutiel, en die verbode bandwydte daarvan is 3.0 eV Wanneer UV-strale met golflengte minder as 400 nm TiO _ 2 bestraal, kan elektrone op valensband UV-strale absorbeer en opgewek word om die geleidingsband, en elektron-gat pare word op dieselfde tyd gegenereer, dus TiO _ 2 het die funksie om UV-strale te absorbeer. Met 'n klein deeltjiegrootte en talle breuke, verhoog dit die waarskynlikheid aansienlik om ultravioletstrale te blokkeer of te onderskep.

2. Eienskappe van nano-TiO2 in sonskermskoonheidsmiddels

2.1

Hoë UV-afskermingsdoeltreffendheid

Die ultraviolet-afskermingsvermoë van sonskermskoonheidsmiddels word uitgedruk deur die sonbeskermingsfaktor (SBF-waarde), en hoe hoër die SPF-waarde, hoe beter is die sonskerm-effek. Die verhouding van die energie wat benodig word om die laagste waarneembare eriteem te produseer vir vel bedek met sonskermprodukte tot die energie wat benodig word om eriteem van dieselfde graad te produseer vir vel sonder sonskermprodukte.

Aangesien nano-TiO2 ultravioletstrale absorbeer en verstrooi, word dit as die mees ideale fisiese sonskerm tuis en in die buiteland beskou. Oor die algemeen is die vermoë van nano-TiO2 om UVB te beskerm 3-4 keer dié van nano-ZnO.

2.2

Geskikte deeltjiegrootte reeks

Die ultraviolet-afskermingsvermoë van nano-TiO2 word bepaal deur sy absorpsievermoë en verstrooiingsvermoë. Hoe kleiner die oorspronklike deeltjiegrootte van nano-TiO2, hoe sterker is die ultraviolet-absorpsievermoë. Volgens Rayleigh se wet van ligverstrooiing is daar 'n optimale oorspronklike deeltjiegrootte vir die maksimum verstrooiingsvermoë van nano-TiO2 na ultravioletstrale met verskillende golflengtes. Eksperimente toon ook dat hoe langer die golflengte van ultravioletstrale is, Die afskermingsvermoë van nano-TiO 2 hang meer af van sy verstrooiingsvermoë; Hoe korter die golflengte, hoe meer hang sy afskerming af van sy absorpsievermoë.

2.3

Uitstekende verspreibaarheid en deursigtigheid

Die oorspronklike deeltjiegrootte van nano-TiO2 is onder 100 nm, baie minder as die golflengte van sigbare lig. Teoreties kan nano-TiO2 sigbare lig oordra wanneer dit heeltemal versprei is, dus is dit deursigtig. As gevolg van die deursigtigheid van nano-TiO2, sal dit nie die vel bedek wanneer dit by sonskermskoonheidsmiddels gevoeg word nie. Daarom kan dit natuurlike velskoonheid toon.Deursigtigheid is een van die belangrike indekse van nano-TiO2 in sonskermskoonheidsmiddels. Trouens, nano-TiO 2 is deursigtig, maar nie heeltemal deursigtig in sonskermskoonheidsmiddels nie, want nano-TiO2 het klein deeltjies, groot spesifieke oppervlakte en uiters hoë oppervlak-energie, en dit is maklik om aggregate te vorm, wat dus die verspreibaarheid en deursigtigheid van produkte.

2.4

Goeie weerbestandheid

Nano-TiO 2 vir sonskermskoonheidsmiddels vereis sekere weerbestandheid (veral ligweerstand). Omdat nano-TiO2 klein deeltjies en hoë aktiwiteit het, sal dit elektron-gat-pare genereer nadat dit ultravioletstrale geabsorbeer is, en sommige elektron-gat-pare sal na die oppervlak migreer, wat lei tot atoom-suurstof- en hidroksielradikale in die water wat op die oppervlak van nano-TiO2, wat 'n sterk oksidasievermoë het. Dit sal verkleuring van produkte en reuk veroorsaak as gevolg van ontbinding van speserye. Daarom moet een of meer deursigtige isolasielae, soos silika, alumina en sirkoniumoxide, op die oppervlak van nano-TiO2 bedek word om die fotochemiese aktiwiteit daarvan te inhibeer.

3. Tipes en ontwikkelingstendense van nano-TiO2

3.1

Nano-TiO2 poeier

Die nano-TiO2-produkte word in die vorm van soliede poeier verkoop, wat volgens die oppervlak-eienskappe van nano-TiO2 in hidrofiliese poeier en lipofiele poeier verdeel kan word. Hidrofiliese poeier word in watergebaseerde skoonheidsmiddels gebruik, terwyl lipofiele poeier in oliegebaseerde skoonheidsmiddels gebruik word. Hidrofiliese poeiers word oor die algemeen verkry deur anorganiese oppervlakbehandeling. Die meeste van hierdie vreemde nano-TiO2-poeiers het spesiale oppervlakbehandeling ondergaan volgens hul toepassingsvelde.

3.2

Velkleur nano TiO2

Omdat nano-TiO2-deeltjies fyn is en maklik om blou lig met korter golflengte in sigbare lig te strooi, sal die vel blou toon en ongesond lyk wanneer dit by sonskermskoonheidsmiddels gevoeg word. Om die velkleur te pas, word rooi pigmente soos ysteroksied dikwels in die vroeë stadium by kosmetiese formules gevoeg. As gevolg van die verskil in digtheid en benatbaarheid tussen nano-TiO2 _ 2 en ysteroksied, kom swewende kleure egter dikwels voor.

4. Produksiestatus van nano-TiO2 in China

Kleinskaalse navorsing oor nano-TiO2 _ 2 in China is baie aktief, en die teoretiese navorsingsvlak het die wêreldgevorderde vlak bereik, maar die toegepaste navorsing en ingenieursnavorsing is relatief agteruit, en baie navorsingsresultate kan nie in industriële produkte omskep word nie. Die industriële produksie van nano-TiO2 in China het in 1997 begin, meer as 10 jaar later as Japan.

Daar is twee redes wat die kwaliteit en markmededingendheid van nano-TiO2-produkte in China beperk:

① Toegepaste tegnologienavorsing bly agter

Die toepassingstegnologienavorsing moet die probleme oplos om proses- en effekevaluering van nano-TiO2 in saamgestelde stelsel by te voeg. Die toepassingsnavorsing van nano-TiO2 in baie velde is nie ten volle ontwikkel nie, en die navorsing in sommige velde, soos sonskermskoonheidsmiddels, moet nog verdiep word. As gevolg van die vertraging van toegepaste tegnologienavorsing, is China se nano-TiO2 _ 2 produkte kan nie reekshandelsmerke vorm om aan die spesiale vereistes van verskillende velde te voldoen nie.

② Die oppervlakbehandelingstegnologie van nano-TiO2 moet verder bestudeer word

Oppervlakbehandeling sluit anorganiese oppervlakbehandeling en organiese oppervlakbehandeling in. Oppervlakbehandelingstegnologie bestaan ​​uit oppervlakbehandelingsmiddelformule, oppervlakbehandelingstegnologie en oppervlakbehandelingstoerusting.

5. Slotopmerkings

Die deursigtigheid, ultraviolet-afskermprestasie, verspreibaarheid en ligweerstand van nano-TiO2 in sonskermskoonheidsmiddels is belangrike tegniese indekse om die kwaliteit daarvan te beoordeel, en die sinteseproses en oppervlakbehandelingsmetode van nano-TiO2 is die sleutel om hierdie tegniese indekse te bepaal.