有机硅:它是什么,它的用途是什么,它对环境有什么影响

硅胶已经上市很长时间,在一些化妆品中

硅酮

Unsplash 上的 Hue12 摄影图片

什么是硅胶

你还记得高中化学课,当时老师(祝福)教我们有趣的短语来记住科目的内容吗?那是他对歌曲没有吸引力的时候……不过,我们中间有谁知道如何区分“酰胺”和“环烷烃”?要了解什么是有机硅,您无需记住任何棘手的短语,只需将有机化学课的一点内容拉入您的记忆中即可。但是让我们帮助您完成这项任务。

首先,有机化学,简而言之,是关于碳分子的化合物及其衍生物的研究。硅是一种半有机化合物,因为它主要不是由碳组成,而是由硅和氧组成,具有以下通用化学式:[R2SiO]n。然而,由于它与具有碳的分子结合,因此它也不是无机物。

除了具有许多医疗应用,例如导管、引流管和事故患者的假肢之外,有机硅还常见于化妆品的成分和日常用具中。从化学上讲,它是惰性的(不与其他化合物自发反应),具有物理稳定性和耐热性,可承受 -40°C 至 316°C!这是因为它的半有机品质。

在三维格式中,通用化学式具有核心硅成分,碳部分就像包裹它的塑料薄膜管。在工业中,面对热量,碳原子首先燃烧,然后是硅,它是玻璃的最大成分之一(例如,制造玻璃的温度高达 1500°C)。

头发上的硅胶

因为它很灵活,所以很容易将硅胶均匀地涂抹在头发表面。硅胶的形状具有气体分子渗透的空间,使头发覆盖物“呼吸”,轻盈、润肤(柔软剂)且触感柔滑,此外还具有高光折射指数,赋予光泽。出于这个原因,有机硅被用作许多产品的调理剂,包括一些洗发水,尤其是那些“二合一”的洗发水。

永远记住有机硅和凡士林的区别,请理解我们在这里谈论的是第一种,对头发有益的有机硅,它真正调理 - 其主要分子是硅,而不是石油。简而言之,凡士林涂在发丝上,使营养物质无法渗透到纤维中,并且随着时间的推移而积累,扼杀了它们的健康,因此它们是有害的。无油硅胶不会这样做,大多数人都可以放心使用,当然过敏患者除外。最常见的市售变体是 聚二甲基硅氧烷, 环甲硅油 和其他“锥体”。

UFRJ 研究人员发现了一种从金合欢树中提取的植物性有机硅,但实际上,目前出售的大多数有机硅的成分中都含有凡士林。像凡士林一样,它无臭无味,根据它所连接的有机基团(碳分子),它的范围可以从流体液体(用于化妆品)到有机硅弹性体(弹性固体聚合物,如橡胶),因此它的大- 工业规模使用。

其他应用

隐形眼镜、假“凝胶”指甲、防晒霜和一些特殊的珐琅是这种多功能化合物的其他美容和健康应用,更不用说著名的整形手术植入物了。当硅胶没有给我们的日常生活带来更多美感时,它带来了舒适感。实际用途可用于制造玻璃纤维、树脂、颜料和染料、模具橡胶、密封剂、聚氨酯以及 ufa... 一千种应用。

健康

Cosmetic Ingredient Review 和其他组织进行了广泛的研究和实验室测试,证明在实验中评估的产品浓度中使用环甲硅油是安全的。

在国际分类中,CMR(致癌、致突变或生殖毒性)被归类为 3 类,也就是说,在这三种疾病中的任何一种的研究范围内都没有证据。动物试验的证据不足以将它们归入第 2 类(应将其视为可能的致癌/致突变/生殖毒性)。 1 类 CMR 分类是最令人震惊的。

我们强调,试图怀孕的夫妇或已经怀孕的妇女应寻求医疗建议。

环境

由于聚二甲基硅氧烷有机硅存在于各种产品中,而不仅仅是化妆品,并且是非挥发性的(不会蒸发到大气中),因此一定数量的有机硅会与浴液或工业冲洗水一起被带走,最终会沉积在待处理的土壤和水。反过来,这可以留在家庭化粪池或市政水箱中。事实上,这是很常见的,因为该产品全球 17% 的体积用于需要冲洗的工艺。

已冲洗过的硅树脂会与固体颗粒结合,最终会在自然沉淀过程中从水中脱落。它们没有显着的生物需氧量 (BOD) 被需氧细菌催化,这证明了它们的无毒。由这些微生物凝集的粘性沉积物随后被焚化、变成肥料或进入垃圾填埋场。

如果将这种“污泥”焚化,则有机硅会转化为无定形二氧化硅,而灰烬如果沉积在垃圾填埋场中,则不会对环境产生影响。用作肥料也是如此,它在土壤催化下降解,与放入垃圾填埋场的目的相同。

硅也不会生物累积,因为分子的大小太大而无法穿过鱼甚至陆生动物(如蚯蚓)的细胞膜。

例如,如果有机硅直接进入土壤,几周后它会分解成更小的颗粒 (Me2 Si(OH)2),最终氧化,恢复为二氧化硅、二氧化碳和水的天然形式,不会影响土壤健康、种子发芽或植物生长。它们也不会干扰昆虫或鸟类,即使暴露在大量环境中(研究追踪了该物种的卵从沉积到雏鸡的生命)。

挥发性(蒸发)甲基硅氧烷存在于皮肤和头发化妆品以及止汗剂(如赋形剂或润肤剂)中。大多数这类有机硅具有环状结构,这就是为什么它们被称为“环甲基硅油”的原因。挥发性有机硅的工业排放量很小,消费者层面也是如此。如果它们碰巧与水混合,其中一部分最终会释放到大气中,并在 10 到 30 天内通过氧化分解。整个过程发生在对流层,因此不可能污染平流层,从而污染臭氧层,不会导致全球变暖。

由于所有这些有机硅具有相同的一般结构(有机硅和氧原子链,以及与有机硅相连的甲基),它们按照相同的顺序溶解,产生新的化合物,挥发性较低,富含硅烷醇,溶于水且较少溶于脂质。它们在大气中继续分解得越来越多,就像在一个循环中一样。与聚二甲基硅氧烷一样,氧化产生的剩余颗粒是二氧化硅、二氧化碳和水。

然而,审视当前的世界背景,必须进行观察。由于大多数人使用工业化的卫生用品、化妆品和清洁产品,而且世界人口达到数十亿,全球生态系统可能已经因这种化合物而过载,需要一些时间进行生物降解。例如,该产品本身不像石油产品那样有害,但重要的是要在每个人的可能性范围内认真地消费它并减少足迹。



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