認識界面活性劑
2010.11.
天然性界面活性劑與合成界面活性劑
什麼是界面活性劑?
在物理學上,使界面張力(表面張力)減少的現象就稱為界面活性,因此可為「界面活性劑」下個定義:凡能使液體之表面張力降低而顯示出濕潤、滲透、分散、乳化、清潔等作用的物質。
如從物質的化學原理來看,因「界面活性劑」主要功能在使〝油〞與〝水〞融合,因此當一個分子同時含有親油基與親水基的物質,就可稱為「界面活性劑」;親油基通常是指長鏈烷基(如脂肪酸),親水基則是能使油性部份在水中分散或溶解,因同時具有親水與親油的功能,因此能使油與水融合在一起。
界面活性劑能使油水融合的特性,可用在滲透、乳化、分散、起泡、消泡、潤滑、洗滌、殺菌、防靜電、防鏽等作用,所以其應用層面非常廣泛,尤其是各種清潔用品如洗衣劑、洗碗精、沐浴乳、洗髮精、牙膏,甚至肥皂。
界面活性劑有害身體嗎?
界面活性劑有害身體嗎?這句話的含意較為籠統,不能概括所有的狀況,因為界面活性劑可分為「天然界面活性劑」及「化學合成界面活性劑」,所有界面活性劑都具有親水及親油的兩端極性,只是效用上強弱不同,但對人體有危害的並非這種「親油+親水」的性質,而是其化學結構的問題。
天然性界面活性劑
在古代並沒有林林種種的各式清潔劑,那古人又是怎麼洗澡、洗頭、去污呢?古人懂得運用多種自然物質進行清潔。比如:洗衣服用草木灰、洗頭用淘米水,用皂角(即皂角樹的果實,功能雷同無患子)製成肥皂團洗澡,富貴人家則用豬苓,或是在皂角中加入香料製作肥皂團。(*註)
這些從自然界取來的物質,因具有界面活性的作用,所以也都可以稱作是界面活性劑,因為他們同樣具有親水與親油的性質特色,而能在使用過程中產生清潔去污作用。人類文明的持續發展,其後開始懂得用動物或植物性油脂加上鹼,在常溫中自然皂化,因此肥皂也是天然界面活性劑的一種。
天然性界面活性劑是取自於自然界的無害物質,所以不會對人體造成危害,而且能輕易地被自然分解,分解後再回歸自然界,對生態環境也就不會造成破壞。
*註:皂角和豬苓都是植物,也是中藥草的一種。
化學合成界面活性劑
化學合成界面活性劑最早出現在十九世界初,由德國化學家以人工合成原料作為洗潔劑,但只限供於工業用途。到了西元1933年,美國成功地自石油副產物(焦油)中提煉出石化界面活性劑,之後隨著洗衣機的普及化,石化合成清潔劑自此深入每個家庭之中。最早出現的化學合成界面活性劑為「烷基苯磺酸鈉」,簡稱ABS,為硬性界面活性劑,因在河川中很難被分解,形成泡沫公害、嚴重影響生態,所以發展出較容易被生物分解的LAS,稱之為軟性界面活性劑,但這樣的界面活性劑依然不完美,因此進一步發展出非離子、陰離子、陽離子,以及兩性離子型的界面活性劑。
非離子界面活性劑中,壬基酚聚乙氧基醇類(NPEO)約佔市場的八成,為工業洗滌及去除油污之主要成份,廣用於清洗工業及乳化工業,過去皆認為是安全無虞的,但其代謝衍生物-壬基(苯)酚(NP)在水環境中不易被分解,且其化學結構與動物及人類之雌性荷爾蒙酷似,被視為「環境荷爾蒙」的一種。由於壬基酚(NP)、壬基酚聚乙氧基醇(NPEO)具有干擾內分泌系統特性,在環境中不易分解並有生物循環蓄積作用,因此行政院環保署已公告壬基酚、壬基酚聚乙氧基醇為毒性化學物質,並自民國97年1月1日起禁止使用於製造家用清潔劑。
化學合成界面活性劑對人體的危害
化學合成界面活性劑的成分結構在自然界是看不到的,因此微生物難以分解,當我們使用清潔劑做家事或沐浴時,所有的清潔劑都會排入水中,如果是天然成份則微生物可以加以分解吸收變成養分,回歸入大自然的一部分,但是難以分解的化學合成界面活性劑則會被一般動植物吸收或食入,經過食物鏈再進入人體,人體同樣無法分解,因而逐漸會累積,影響荷爾蒙及生理分泌系統,造成生理系統的失衡,而導致病變!
化學合成界面活性劑的特性是使油脂與水溶合,因此也會破壞皮膚表皮的皮脂保護膜,進而破壞角質層,再溶解顆粒層的油脂,長期下來則使肌膚表層的防護壁喪失作用而無法抵抗異物侵入,最終侵害基底層細胞後滲透進入肌膚內部微血管,因此進入到人體血液循環系統,在人體內部循環傷害。
化學合成界面活性劑不但是清潔用品、保養品、化粧品的主要原料,並且也廣泛使用在外用藥膏、纖維柔軟加工劑(衣物)方面,這些物品都是直接接觸在人體皮膚上,使用時則因長期接觸而產生皮膚上的異常,如美髮業、餐飲廚房工作者的手部,常見粗糙、指掌角皮症(富貴手)等現象,這些都是受到化學合成界面活性劑的影響。
有關化學合成界面活性劑對人體的傷害,可參考正義出版社所發行的《合成洗劑有害人體》一書,原文版為日本消費者連盟所發行,書中由專家透過實驗,詳細說明化學合成界面活性劑破壞人體的構造原理。
擁抱健康 選用天然無添加產品
文明隨著科技的進步,經由人工合成製造出的化學合成界面活性劑,因成本低廉,製作出的清潔用品與傳統的清潔方式、甚至肥皂相比,溶解力也更好、洗淨能力更強、使用更方便,所以普遍為大眾日常生活所用,但是化學合成界面活性劑對人體和環境造成的危害慢慢被發現,更在許多的實驗研究之下一一被證實。
未來可能還會有更多的人工合成化學物質,被檢測為致癌物、或是會影響人體和環境健康的物質,因此應避免使用合成清潔劑,選則採用天然界面活性劑、無添加化學合成物質的清潔用品代替,以確保個人健康、保護地球環境,讓人類與地球的健康通通好起來!
※以下資料僅提供參考,取用自《化妝品的真相-清潔保養用品須知》一書(聯經‧張麗卿著,作者為化學碩士及大專講師,且曾任化妝品公司研製)
一、臨床測試易引起皮膚刺激、紅斑的界面活性劑:
◆高度刺激者:
十二烷基硫酸銨(Ammonium lauryl sulfate)
同義字:Sulfuric acid, Monododecyl ester, ammonium salt
十二烷基硫酸鈉(Sodium lauryl sulfate, SLS)
附註:有消息指出此物會致癌,但許多大廠牌產品都有使用,同時也有許多廠商故意不標示出來。
◆中度刺激者:
聚氧乙烯烷基硫酸鈉(Sodium laureth sulfate‧3EO)
同義字:Ethoxylate alkyl sulfate
Sodium lauryl ether sulfate(或 SLES)
Sodium polyxyethylene lauryl sulfate
十二烷基硫酸三乙醇胺(Triethanolamine lauryl sulfate)
肥皂(Soap)
◆低度刺激者:
聚氧乙烯烷基硫酸鈉(Sodium laureth sulfate‧7EO)
椰子脂肪酸酯鈉鹽(Sodium cocoyl isethionate)
◆微弱刺激者:
聚氧乙烯烷基硫酸鈉(Sodium laureth sulfate‧12EO)
聚山梨糖醇酯二十(Polysorbate-20)
二、安全性高的界面活性劑
◆中性磷酸酯鹽類:Monoalkyl phosphate: MAP
◆胺基酸系界面活性劑:Alkyl glutamine acids: AGS(麩醯胺酸)
Potassium N-acyl glutamine
Sodium N-lauroyl-N-methyl-β-amino propionate
Alkyl glutamate
◆天然植物為原料之界面活性劑:烷基聚葡萄糖甘(Alkyl polyglucoside, APGs)
Decyl polygucose
◆兩性型界面活性劑:甜菜鹼(Betaines)
Mackam MLT
Lauric imidazoline
Cocoamidopropyl betaine
Lauryl amphocarboxyglycinate
Amphoteric-2
◆溫和的界面活性劑:磺基琥珀酸酯類(Sulfosuccinate esters)
Disodium laureth sulfoccinate