【专栏·约稿】化妆品中的挥发性环甲基硅氧烷
2017.11.09
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环甲基硅氧烷是由二甲基二氯硅烷经过水解、裂解法制得的化合物。产品种类以具有良好挥发性的八甲基环四硅氧烷(D4)、十甲基环五硅氧烷(D5)和十二甲基环六硅氧烷(D6)为主。
环甲基硅氧烷是有机硅工业中最主要的原料，大多数有机硅高分子都是由环甲基硅氧烷开环聚合得到。
其中，D5、D6作为物美价廉的原料，在化妆品中有比较广泛的应用。由于低表面张力、疏水性、稳定性等特性，可作润肤剂、溶剂、头发调理剂、挥发性赋形剂等；D4则主要用于进行开环聚合成不同聚合度的硅油、硅橡胶和硅树脂等。
这些聚合物进一步加工成制品广泛应用于建筑、电子、纺织、汽车、个人护理、食品、机械加工等各个领域，只有少量直接应用；
环甲基硅氧烷开环聚合作为制备结构明确的聚硅氧烷的有效方法，通常是典型的平衡过程。
因此，在合成的各类硅油中不可避免的含有较多的各种小分子的环硅氧烷，即使经过真空蒸馏处理的产物中仍含有部分环硅氧烷和其它低摩尔质量线型聚硅氧烷，很难100%将D4完全反应掉。
在实际应用时，残留的D4会从产品中挥发出来。
有研究表明，由于D4的挥发，在使用（或生产）诸如洗发香波、除汗剂等化妆品时，都能检测到释放到空气中的环甲基硅氧烷。
而环状挥发性甲基硅氧烷化学性质稳定，释放到空气中能够持久地滞留在环境中，并通过流动的空气和水扩散，以至到达极地地区。
由于使用广泛，大量环状挥发性甲基硅氧烷进入大气、水体等环境中。实验证明，能扩散、漂移的D4对水生生物有相当高的毒性。
此外，动物暴露实验发现，挥发性环甲基硅氧烷能导致内分泌紊乱、结缔组织疾病、不良免疫反应和致命的肝、肺损伤等。
其中，D4对大鼠生殖系统有损害作用，同时具有致癌和致突变作用，人体接触D4后具有潜在的健康危险；而暴露于高浓度D5下的雌性大鼠患子宫肿瘤的危险显著增加，D5可能具有潜在的致癌作用。
更令人担忧的是挥发性环甲基硅氧烷在室内环境中也存在，有研究发现，室内环境中的挥发性环甲基硅氧烷浓度高于室外环境。
化妆品，尤其是洗发剂、保湿霜、止汗剂等是室内空气中各类挥发性环甲基硅氧烷的主要来源。
由于女寝中化妆品的频繁使用，女寝空气中环状挥发性甲基硅氧烷浓度水平别为男寝、家庭、办公室、实验室的46、80、27、55倍。
在此环境中，呼吸吸入是人类暴露于环甲基硅氧烷的最主要途径。
2017年2月20日，欧盟委员会向世界贸易组织提交通报，拟新增法规：规定淋洗类化妆品中八甲基环四硅氧烷（D4）和十甲基环五硅氧烷（D5）含量不得等于或大于0.1%。
淋洗类化妆品中任意一种物质质量百分浓度等于或大于0.1%时，不得投放市场。
该限制要求自此法规生效二十四个月之后开始实施。那么，面对日益严峻的环境问题，我们还应有何举措？
作为源头的原料生产者，研究新的清洁无污染、廉价易得的高效引发转化体系责无旁贷；而作为传播应用过程中的化妆品研发人员，对日常生活中使用化妆品后挥发性环甲基硅氧烷的暴露问题导致的人体非靶标细胞或组织的毒性效应提起认识，对人体生物样品内暴露水平和健康风险评估还需要深入探索。
近两年，“无硅油”洗护发产品以“黑马”的姿态在日化市场上兴起，国内化妆品企业纷纷寻找更好的成分去替代硅油，比如用天然植物来源油脂替代化工物硅油等，在不添加硅油的情况下，仍能保证头发洗后顺滑不干涩。
无论是对品牌形象还是对环境与人体健康来说，这都是一件好事。
作为终端的环境监测保护者，挥发性环甲基硅氧烷在不同污水处理工艺或生物反应器中的去除机制及其降解规律、水体界面化学行为问题等都值得探究。
例如，在污水处理厂中利用微生物催化水解降解厌氧池中环硅氧烷；又例如，采用XAD-2树脂吸附生物气中的硅氧烷，燃烧再生气可避免对大气造成污染等。
“无硅油”和“无防腐”概念的兴起表现出消费者们对化妆品的观念已经开始由注重功效慢慢向注重“功效+健康”转换，这是消费者们的进步；
对于日化行业从业者来说，对于硅油、防腐剂问题的争论也应该进一步思考，敲响自身的警钟，时刻提醒自己：
你的化妆品原料可能影响人体与环境健康吗？
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部分参考文献：
郑敏，吴唯民，迟莉娜等.硅氧烷在环境中的迁移转化及其对生物气应用的影响［J］．环境科学学报，2015，35(10):3051-3056
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