查耳酮衍生物接枝改性聚硅氧烷的制备与性能.pdf

摘要

摘要

随着研究深入，阳光中UVA的危害逐渐引起人们的关注，针对UVA的防护研究成

为防晒产品研发的重点之一。UVA防晒剂种类少、广谱防晒乳液配方更难稳定和有机防

晒剂对人体及环境的潜在危害是目前防晒品面临的三个重要问题。本论文从这三个问题

出发，利用查耳酮衍生物分子的特殊共轭结构，将其作为UVA滤光剂，与烯丙基聚醚

APEG-400经硅氢加成反应接枝到含氢硅油链上，制得了聚硅氧烷改性滤光剂。具体研

究结果如下：

（1）水溶性聚硅氧烷滤光剂（WPUF）的合成与性能：成功合成了查耳酮衍生物(E)-

3-(4-烯丙氧基)苯基-1-苯基丙-2-烯-1-酮（Blank-Cha），(E)-3-(4-烯丙氧基)苯基-1-(4-羟基

苯基)丙-2-烯-1-酮（Oxhydryl-Cha）和(E)-3-(4-烯丙氧基)苯基-1-(4-甲氧基苯基)丙-2-烯-

1-酮（Methoxy-Cha）。再通过硅氢加成反应将Methoxy-Cha接枝到含氢硅油链上，制备

了聚硅氧烷UVA滤光剂（WPUF）。采用NMR、LC-MS及FT-IR鉴定产物化学结构，

通过UV吸收光谱测试了WPUF的性能，考察了不同取代基对查耳酮衍生物的光吸收

性能和细胞毒性的影响。结果表明，查耳酮衍生物和WPUF已成功制备。查耳酮衍生物

摩尔吸光系数10000L/(mol·cm)，Methoxy-Cha的细胞毒性最低；避光6个月和90℃

加热12h后WPUF的化学结构无变化，模拟阳光照射4h后UVA吸收能力仅损失

30.46%，且WPUF在质量浓度≤250mg/L下未表现出细胞毒性。体外皮肤穿透实验显

示，WPUF角质层平均渗透深度为11μm。体外测定WPUF的防晒指数值为36.21，与

商用防晒剂相当。WPUF还具备一定的自由基清除能力，在不同条件下溶水稳定性优异。

（2）WPUF的乳化性能和紫外吸收协同效应研究：对WPUF侧链组成进行调节后

研究其紫外吸收能力的变化规律，发现其紫外吸收能力随着Methoxy-Cha的质量分数升

高而增加，同时黏度上升。再将WPUF设计成硅水平衡值为5的硅油包水乳化剂，用其

制备成硅油包水防晒乳液后，探究了该乳化剂的稳定乳化范围。并采用高低温循环箱、

离心机、超景深显微镜和旋转流变仪等仪器对乳液稳定性的影响因素和机理进行研究。

结果表明，对于所制备的硅油包水乳化剂而言，油水比范围25:75~17.5:82.5，乳化剂用

量3份，增稠剂用量1~3份，为较理想的乳液制备条件。七水硫酸镁和甘油的加入可

使界面张力降低至9.93mN/m和5.28mN/m，粒径最低至1.31μm，PDI低至1.128，有

利于油包水乳液的稳定。此外该乳化剂与滤光剂MBBT和APlus之间存在着不同的协

同效应，使用紫外可见分光光度计表征可知，其与MBBT的协同增效效果良好，λmax处

最高增效率为2.921%，曲线积分总面积最高增效5.237%；与APlus吸收削弱，λmax处

的最高削弱率为1.220%，积分总面积最高削弱率为1.871%。

（3）可穿戴的类皮肤防晒敷料（SSD）的构建和性能：受可穿戴医用皮肤敷料启发，

通过保留WPUF中PHMS链上部分硅氢键后，与乙烯基硅油复配制得可在室温下催化

交联的防晒敷料配方。SSD外观透明，当交联密度为0.030mmol/g，不同分子量乙烯基

硅油比例范围为165K:10K=1:4~1:5，R974的添加量范围为0.25%~1.0%时，与人体

皮肤拉伸性能适配。SSD同时具有高抗疲劳性能以及和人体表皮相近的黏弹性能，并凭

I

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物理锚定和化学键吸附等多种因素稳定附着在皮肤上，耐受人体皮肤复杂运动模式后不

易脱落。SSD中存在的查耳酮衍生物结构其UVA吸收能力可循环恢复，5次循环后仅

损失5.69%，且SSD的SPF值高达1190，水氧透过系数均高于医用聚氨酯敷料和保鲜

膜，应用SSD12h后，施用区域的