納米二氧化鈦既能吸收紫外線,又能反射、散射紫外線,還能透過可見光,是性能優(yōu)越、極有發(fā)展前途的物理屏蔽型的紫外線防護(hù)劑。
納米二氧化鈦的抗紫外線機(jī)理:
按照波長的不同,紫外線分為短波區(qū)190~280 nm、中波區(qū)280~320 nm、長波區(qū)320~400nm。短波區(qū)紫外線能量最高,但在經(jīng)過離臭氧層時(shí)被阻擋,因此,對(duì)人體傷害的一般是中波區(qū)和長波區(qū)紫外線。
納米二氧化鈦的強(qiáng)抗紫外線能力是由于其具有高折光性和高光活性。其抗紫外線能力及其機(jī)理與其粒徑有關(guān):當(dāng)粒徑較大時(shí),對(duì)紫外線的阻隔是以反射、散射為主,且對(duì)中波區(qū)和長波區(qū)紫外線均有效。防曬機(jī)理是簡單的遮蓋,屬一般的物理防曬,防曬能力較弱;隨著粒徑的減小,光線能透過納米二氧化鈦的粒子面,對(duì)長波區(qū)紫外線的反射、散射性不明顯,而對(duì)中波區(qū)紫外線的吸收性明顯增強(qiáng)。其防曬機(jī)理是吸收紫外線,主要吸收中波區(qū)紫外線。
由此可見,納米二氧化鈦對(duì)不同波長紫外線的防曬機(jī)理不一樣,對(duì)長波區(qū)紫外線的阻隔以散射為主,對(duì)中波區(qū)紫外線的阻隔以吸收為主。在不同波長區(qū)均表現(xiàn)出優(yōu)異的吸收性能,與其他有機(jī)防曬劑相比,納米二氧化鈦具有無毒、性能穩(wěn)定、效果好等特點(diǎn)。例如,用10-100nm的納米二氧化鈦?zhàn)鳛榉罆癯煞痔砑佑诳诩t、面霜中,其防曬因子可達(dá)SPF11-19。
納米二氧化鈦由于粒徑小,活性大,既能反射、散射紫外線,又能吸收紫外線,從而對(duì)紫外線有更強(qiáng)的阻隔能力。與同樣劑量的一些有機(jī)紫外線防護(hù)劑相比,麥森納米二氧化鈦在紫外區(qū)的吸收峰更高,更可貴的是它還是廣譜屏蔽劑,不象有機(jī)紫外線防護(hù)劑那樣只單一對(duì)UVA或UVB有吸收。它還能透過可見光,加入到化妝品使用時(shí)皮膚白度自然,不象顏料級(jí)二氧化鈦,不能透過可見光,造成使用者臉上出現(xiàn)不自然的蒼白顏色。
利用納米二氧化鈦的透明性和紫外線吸收能力還可用作食品包裝膜、油墨、涂料、紡織制品和塑料填充劑,可以替代有機(jī)紫外線吸收劑,用于涂料中可提高涂料耐老化能力。