化学与社会--6-3日常生活中的化学-洗护染烫发.ppt

化学与社会6-3.日常生活中的化学-洗护染烫发,主讲：化学化工学院2010年11月,头发的作用,头发不仅具有美容功能，还有保护功能；缓冲：外界对头颅的各种损伤；遮避：紫外线、红外线对头颅的伤害；保温：人体表面散发的热量50以上排泄:人体内有害的重金属，如铅、砷、汞等有一部分从机体排泄蓄积在头发上，通过理发排出体外，因而某种程度上头发也算一种排泄器官。刑侦分析：拿破仑的死因之谜-砷中毒,毛发的结构,毛发由毛根和毛干组成，毛根在皮肤内，是非角化细胞，由毛球、毛乳头和毛母质组成。毛母质是毛发的生长中心，毛母质中含有黑色素细胞，可以生成黑色素供给毛发。毛根外有毛囊包着，上面附着立毛肌，收缩时毛发竖立。毛干露在皮肤外面，是由角化细胞组成。毛干从外到里可分为三层：毛表皮、毛皮质、毛髓质,毛表皮(CUTICLE)(又称表皮层、角质层)，是毛发的最外层结构，主要构成物质是一种叫“角蛋白”的蛋白质，由鳞片或瓦状的角质细胞构成。它可以抵御外来的刺激，保护皮脂并抑制水份的蒸发。一般所说的头发损伤，即角质层的损伤。,毛皮质(CORTEX)占毛发的75%至90%，是左右着毛发性能的重要组成部分，由柔软的角蛋白构成。蛋白质链儿互相缠绕，形成原纤维，原纤维汇集在一起，便形成了微小纤维。这些微小纤维进一步聚集，即形成了MACRO纤维。MACRO纤维最后结合成肉眼可以看到的纤维体，这就是皮质。角蛋白质的链状结构，使头发具有可伸缩的特性，不易被拉断。但头发湿的时候较为脆弱，不当牵拉，容易造成损伤。皮质内，含有具有凝结力和左右头发色质的黑色素。,毛髓质(MEDULLA)位于头发的中心部位，中间是空心的孔状结构,里面含有空气。一般认为毛髓无明显实际机能，但大多数动物的体毛中，毛髓体积占毛发的2/3，这样的空腔其到隔热的作用。,皮肤结构模式图,皮脂腺,毛干,毛,发根,血管,立毛肌,毛髓,毛发的结构,毛囊：由毛干，毛凸，毛球，毛乳头，毛基质等部分组成。神经纤维末梢使毛囊具有感觉的功能，动脉和静脉毛细血管丛给毛囊提供血液。毛囊的最深处是位于角质层3-7mm的毛乳头，它含有神经和血管，向毛杆提供养分。另一个在毛发生长中发挥重要作用的组织是毛凸，它位于立毛肌着体附近，含有特殊的细胞能够重复激活毛囊。,通常洗发、护发主要就是针对露在皮肤外的毛干。按照发质分类，头发可分为干性发、中性发和油性发。不同的发质需要不同特性的洗发剂和护发剂。,打结的头发-毛表皮的鳞片组织清晰可见,头发上的污渍-鳞片组织清晰可见,鹅的羽毛,洗发香波的功能,洗掉头发表面的油污、灰尘、细菌易于漂洗使头发有光泽适宜的泡沫量对头发的营养去头屑、止头痒合适的香味,对洗发香波的要求,不损害头发、头皮和眼睛外观颜色适当各部分性状均匀保质期长价格合理,洗发香波的主要成分,表面活性剂：发泡剂、清洁剂、乳化剂、润湿剂硅油：吸附在头发表面形成保护层，使得头发光亮顺滑，易于梳理。营养物质：胶原蛋白、丝蛋白、维生素、植物提取物等。酸度调节剂、吸湿剂、粘度调节剂其他：保湿剂、香精、色素、防腐剂、螯合剂如EDTA用来稳定组成，并能抵抗硬水。,十二烷基硫酸胺（钠）：发泡剂、清洁剂、乳化剂、润湿剂,有微弱香味,Triethanolaminelaurylsulphate清洁剂，发泡和清洁剂。三乙醇胺十二烷基硫酸盐,SodiumLauroylSarcosinateSodiumN-methyl-N-(1-oxododecyl)glycine.起泡和清洁剂，对皮肤和头发都温和。N甲基-N（羰基十二烷基）氨基乙酸,PEG-12.非毒性、非刺激性、非离子乳化剂，用做黏度调整剂、柔软剂、遮光剂、润湿剂和分散剂。,十二酰胺（LauramideDEA）泡沫稳定剂,PEG-6,乙二胺四乙酸钠：螯合物，与金属结合成螯合物。阻止头发中的痕量重金属的活动。重金属能催化许多活性成分的分解，使天然油脂变恶臭。,营养物质,维生素E.,维生素B,防腐剂,苯甲酸钠,苯氧乙醇（Phenoxyethanol）,对羟基苯甲酸甲酯（Propylparaben）抗真菌剂,山梨酸钾：得自于植岑(cen)树，阻止细菌生长,柠檬酸：酸度调节剂,硫酸钠：吸湿剂.,NaCl:调节粘性使十二烷基硫酸胺工作,酸度对头发光泽的影响,为什么有人用的是高级洗发液，头发仍没有光泽？天天洗头好吗？护发素的作用是什么？,pH4-6,pH10,护发素,外来语译名润丝。护发素中所含的阳离子表面活性剂吸附在头发上形成一层单分子膜。阳离子的电荷抵消了头发上的静电，使头发变得柔软、光滑，容易梳理。护发素有透明和乳状两种类型。透明润丝由柠檬汁和醋组成，可清除钙、镁皂的残留，恢复毛发的光泽和易梳理性，它适用于油性头发使用碱性香波洗发之后的调理；乳状润丝内含阳离子型季铵化合物，适用于油性头发和正常头发。护发素的主要成分除阳离子活性剂之外，还配加一些油分，如动植物油脂、碳氢化合物、高级脂肪酸酯、高级醇等。,头皮屑,头皮正常代谢过程是表皮细胞从基底层逐渐增殖成熟向外推移，形成角质层而脱落。但是精神紧张、疲劳或者受到微生物、细菌作用或者皮脂分泌过多，会使头皮细胞代谢异常。细胞变大增厚聚集，脱落成皮屑，医学上叫“头部脂漏症”。有两种病因，一种是皮脂太多，细胞干后形成细碎头皮，叫干性脂漏；另一种是皮脂太少，细胞角质化脱落后就附在头皮上，称头部批糠疹，批糠屑多了可以引起头皮发痒。,止痒去头皮屑香波,主要功能是洗涤头发和去头屑，头屑少了就可达到止痒的目的。添加有杀菌、抗霉、抗氧化、抑制头皮油脂分泌、使头皮恢复正常代谢的物质的洗发香波。,去屑止痒的化合物,硫磺、水杨酸、硫化钠、硫化铁等，它们能够杀菌，但刺激性大。十一烯酸及其衍生物对皮肤刺激性小，有抗脂溢性，使用后可减少脂溢性皮肤病，是一种比较有效的去屑止痒剂。吡啶硫铜锌对细菌和真菌有强大的杀灭和抑制繁殖作用，能抗皮脂溢出。,护发水,作用：防止脱发，促进头发生长，对头发起调理效能。乙醇：一定量，适度刺激头皮，增强血液循环。“刺激剂”：轻微刺激头皮，如奎宁及其盐类、菩香碱及其盐酸盐等。添加剂：常用的有水杨酸和间苯二酚，去除头皮屑和止痒。生发剂：辣椒酐、生姜酊、香奎宁、何首乌、侧柏叶、白藓皮、茜草科生物碱等。雌激素：使头皮血管扩张，促进头发生长。杀菌剂以及保湿剂：如甘油、丙二醇、山梨醇等。思考：勤梳头的作用？,发乳,一种乳液状营养护发化妆品。一般在洗发后使用。发乳多以蜂蜡、地蜡、白油等为原料，用羊毛酸异丙酪作为乳化剂，外加一些稳定剂和防腐剂。特点是可以给毛发补充油分和水分，使头发润滑柔软，富有光泽，而且黏性较小，容易被毛发吸收。发乳中常加入一些营养物质或药物，可使之具有更强的保养头发的作用。,发油,俗称头油。主要作用是补充头发油分的不足，并增加头发的光亮度。其组分早年主要是以天然植物油为液体油料，现在大部分已被矿物油所代替。为防止产生酸败，头油中一般都添加适量的抗氧化剂和防腐剂。与人体皮肤上的皮脂相近，能够在头发上形成类似皮脂膜样的薄膜，从而起到滋润头发、防止折断和分叉的作用。油性发质的人禁用发油。思考：洗发过勤的危害？,发蜡,可保护头发，增进头发的光泽，由于黏性很大，还可使头发定型、服贴。发蜡有油性和水溶性两种，前者以凡士林为主要原料，用后头发较难清洗；水溶性的是以植物油加蜂蜡等原料配制而成，洗发较为容易。,喷发胶,组成：醇溶性树脂的醇溶液加入喷射剂制成的。作用：发丝粘合、挺硬，固定和保持发型。树脂：几乎都是合成树脂，如聚乙烯吡咯烷酮、乙烯吡咯烷酮与乙烯乙酸酪的共聚物以及聚丙烯酸树脂类。溶剂：大部分是乙醇。喷发胶中还有增塑剂、抗黏剂以及喷射剂等。喷射剂，或称抛射剂，主要是氟里昂的各种卤族碳氢化合物。氯氟轻类对大气臭氧层有破坏作用，现在逐渐被淘汰。除氯氟烃类之外，用作喷射剂的物质还有丁烷、丙烷及二甲基醚等。,染发剂,1907法国科学家EugneSchueller发明了第一个安全的商用染发剂。他的发明基于化学物质对苯二胺。并建立了他的公司theFrenchHarmlessHairDyeCo.,后来成为LOral.,市场上的主流产品，它不含有一般所说的染料，而是含有染料中间体和偶合剂，这些染料中间体和偶合剂渗透进入头发的皮质后，发生氧化反应、偶合和缩合反应形成较大的染料分子，被封闭在头发纤维内。由于染料中间体和偶合剂的种类不同、含量比例的差别，故产生色调不同的反应产物，各种色调产物组合成不同的色调，使头发染上不同的颜色。由于染料大分子是在头发纤维内通过染料中间体和偶合剂小分子反应生成。因此，在洗涤时，形成的染料大分子是不容易通过毛发纤维的孔径被冲洗。,染发原理在人毛发的断面外层毛皮质内含有黑色颗粒，当黑色素消失使头发就变白了,pH4-6,pH10,当含氨的染料与过氧化氢溶液混合后，涂在头发表面。混合液中的氨使头发膨胀，表皮张开，染料和氧化剂进入。染料氧化变色，使头发染色。加间苯二酚使色泽更黄，加4-amino-2-hydroxyltoluene使头发色泽红。,染发原理,合成染发剂是由中间剂、耦合剂与氧化剂构成的三组分体系。中间剂对苯二胺可以移动到头发的角质蛋白中。中间剂两短是活性基团，一端的氨基(-NH2)与头发蛋白作用，另一端通过氧化剂与耦合剂相联，这个过程中合成的有色染料分子附着在头发上使头发着色。对苯二胺是常见的致敏源之一。跟令人担忧的是调查研究与动物实验证实对苯二胺、对氨基苯酚及其衍生物有致癌作用。有些国家已经禁止使用含对苯二胺的染发剂。,对苯二胺是偶氮系分散染料、酸性染料、直接染料和硫化染料的中间体。还原性：氨基具有还原性易被强氧化剂氧化。加入3%的双氧水颜色变黑，加入5%三氯化铁可变成棕色。它对毛发中的角蛋白有极强的亲和力，其氧化过程就是染发时颜色的固着过程。它既是染发剂中最有效的成分，也是对人体健康最具有潜在危害的物质。,对苯二胺,毒性：LD50(mg/kg)：大鼠经口100。（半数致死量）性状：白色至淡紫红色晶体，暴露在空气中变紫红色或深褐色。溶解度：稍溶于冷水，溶于乙醇、乙醚、氯仿和苯。用途：用于制造偶氮染料和硫化染料等，并用作毛皮染料和显影剂等。健康危害：不易因吸入而中毒，口服毒性剧烈，与苯胺同。本品有很强的致敏作用，可引起接触性皮炎、湿疹、支气管哮喘。急救：皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。就医。眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。食入：饮足量温水，催吐。就医。,对苯二胺,染发剂接触皮肤，而且在染发的过程中还要加热，使苯类的有机物质通过头皮进入毛细血管，然后随血液循环到达骨髓，长期反复作用于造血干细胞，导致造血干细胞的恶变，导致白血病的发生。而染发剂之所以会导致皮肤过敏、白血病等多种疾病，是因为染发剂中含有一种名叫对苯二胺的化学物质。专家称，对苯二胺是染发剂中必须用到的一种着色剂，是国际公认的一种致癌物质。,间苯二酚,用途：间苯二酚是许多偶氮染料、毛皮染料的中间体，也是医药中间体对氮基水杨酸的原料。间苯二酚具有杀菌作用，可用作防腐剂，添中于化妆品和皮肤病药物糊剂及软膏等。健康危害：急性中毒与苯酚类似，引起头痛、头昏、烦躁、嗜睡、紫绀gn（由于高铁血红蛋白血症）、抽搐、心动过速、呼吸困难、体温及血压下降，甚至死亡。本品325的水溶液或油膏涂在皮肤上引起皮肤损害，并可吸收中毒引起死亡。慢性影响：长期低浓度接触，可引起呼吸道刺激症状及皮肤损害。,染发剂的分类,依据发色保持的时间长短划分：暂时性半持久性持久性根据所用原材料的不同，分为：天然(植物性)染发剂合成有机色素染发剂(氧化型染发剂)金属染发剂,暂时性染发剂,又称一时性染发剂。此型染发剂一般常由水溶性酸、碱性染料或颜料组成，它们是很大的分子，基本上是附着在头发的表面，便于重复染色或随意改变发色。由于这一类染料的分子量相对大，所以很少损伤发质，也不易透过皮肤。,半持久性染发剂,所谓半持久是指头发被染上的颜色仅能耐受612次洗涤，而且在染色过程中不使用氧化剂。常用的合成型半持久染发剂的染料有氨基苯酚。金属盐类染发剂一般仅附着在头发表面，不能进人头发内层。金属盐类染发剂大多是铅盐或银盐，如醋酸铅、硝酸银和柠檬酸铋等。在光线和空气的作用下，金属盐成为不溶性硫化物或氧化物沉积在头发上。（两价铅与蛋白中的硫反应生成硫化铅，硫化铅是黑色的）。铅盐可使灰白头发产生黄、褐乃至黑色色调；银盐会产生金黄到黑色色调；铋盐产生黄色到棕褐色的色调。,持久性染发剂,持久性染发剂是目前普遍使用的一种染发剂。由于它主要是使用因氧化而染色的染料，所以又称氧化型染发剂。此外，因为这种染发剂最常用的是合成有机色素染料，所以常被简称为合成染发剂。,氧化染发的过程一般是染料中间体(对苯二胺等)在氧化剂(过氧化氢等)的作用下产生一系列氧化和缩合反应，生成亚胺，亚胺再与成色剂(间苯二酚等)反应，生成茚达染料。过氧化氢对头发的色素具有良好的脱色作用，可使头发天然颜色淡化；而茚达染料可渗透到头发纤维内层，在此对头发则产生染色的效能。一般多是将含氧化染料的主染剂和氧化剂分别盛装，染发时把二者混合之后使用，混合剂与头发接触15-20分钟，使天然头发色素变淡而欲染的颜色强度逐渐发展，然后将残留的染色剂洗掉。,持久性染发原理,头发脱色剂,所有脱色漂白的方法都是氧化过程。最普通的氧化剂是过氧化氢（双氧水）。过氧化氢可以单独用于漂白头发，但是为了促进氧化过程，常和某种碱性溶液，典型的物质如氨水制成混合液。头发脱色剂常被用来除掉染出来的不满意的发色，以便更改头发的色调。使用暂时性或半持久性染发剂染过的头发，一般用香波洗一次或洗几次即可除掉。氧化型染发剂着染的发色很难完全去除，目前多使用亚硫酸钠、甲醛或亚硫酸氢钠之类的还原剂把染料还原，以达到部分脱色的效果，但对头发会产生一定的损害。,化学卷发剂,化学卷发剂：热烫卷发剂和冷烫卷发剂。热烫：以电作为供热源，所以也叫电烫。热烫卷发剂多是氨水等碱性很强的物质，对发质损伤较大。冷烫卷发：又称化学烫发，它的主要成分是琉基乙酸胺盐或乙醇胺盐，碱金属盐等。目前广泛使用的化学卷发剂多是琉基乙酸的氨溶液，虽然这种卷发剂气味难闻并可刺激皮肤和眼睛，但由于氨水成本低廉，而且又容易洗净，所以至今仍在使用。,头发：主要由角蛋白组成，其胱氨酸含量很高。胱氨酸：一种含有二硫键的氨基酸，它的二硫键一旦被打开，头发就会变得柔软，很容易被卷曲。烫发时，先把头发上的脂肪成分洗掉，梳理后稍稍施加压力卷到发卷上，将化学烫发剂涂在卷好的头发上，烫发剂中的琉基乙酸盐、乙醇胺盐以及碱金属盐等还原剂便发挥切断头发角蛋白中的二硫键的作用，在头发卷曲成型之后，中和剂(即氧化剂)再把打开并错位的二硫键重新接上，头发的韧性再度复