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带你认识染发
Bazinga    来源社团:MoMoKe科普工作室
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【摘要】本文从染发剂的历史渊源、染发剂的类型与原理、染发剂的危害以及如何科学染发这四个方面阐述了染发剂的各方面知识。

染发剂即染发类化妆品,它是一类具有改变头发颜色作用的特殊化妆品。有些人少年白头尽显沧桑;有些人看腻了黑色,欲求时尚;有些人因为工作不得不改变发色。那么你的头发是什么颜色呢?你有给它化过妆吗?

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图 1左:少年白发 中:红发女郎 右:紫发杨千嬅

染发的历史渊源

大约4千年前,住在金字塔里的法老看到自己的头发在尼罗河畔的波光下显得如此衰白,便想方设法掩盖这一事实。于是,聪明的古埃及人就用散沫花(Henna)的热水提取物将头发染成橘红色,象征着至高无上的权利。

罗马人用铅梳子浸醋梳理白发,让其变黑。古欧洲的日耳曼人,将羊脂和植物的灰汁混合将白发染黑。在欧洲也有用胡桃(Walnut)染料将头发染成棕色,用春黄菊(Chamomile)染料将头发染成黄色。

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图 2 古代染色原料:a.散沫花;b.铅粉;c.胡桃色麻绳;d.黄春菊

在我国,西汉末年《汉书·王莽传下》中也有着“欲外视自安,乃染其须发”之说。京剧《龙凤呈祥》中也有一个类似情节:汉末三国,刘备欲与孙尚香结亲,东吴的乔国老命管家乔福,担心年过半百的刘备因须发花白,不被孙家兄妹看中,在相亲前夜,给刘备送去一盒“乌须药”。戏里,刘备挂着一副灰白相间的膝色髯口,用药之后,髯口变黑。改头换面的刘备,果然深得吴国太青睐,抱得美人归。也许,这些情节都有所杜撰,但古人染发是毋庸置疑。自我国西晋开始至清代的历史长河中,相继出现大量天然中药染发剂。

西晋时代张华著《博物志》中所记载的“胡粉石灰方”。胡粉主要成分是碱式碳酸铅,石灰是氧化钙。李时珍编撰的《本草纲目》中,明确记载着可供染发的外用药物至少有20种,如覆盆子“榨汁涂发不白”、婆罗勒“可染髭发令黑”、郎耶草“可染须发”等,多不胜数。见下表

表1 古代染发配方

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时代更迭,1856年远在英格兰岛上的18岁少年帕金(Perkin)发现首个苯胺染料——苯胺紫,当时苯胺紫并未用作染发,而被当作工业染料。二十多年后,法国巴黎梦内脱(Monnet)公司首创对苯二胺类氧化染发剂,奠定氧化染发剂的技术基础。1907年法国欧莱雅(L’oreal)公司创立,生产天然无毒染发剂,至1925年又相继推出各种颜色的氧化染发剂。1950年国际市场上出现染发霜,1963年推出了染发香波,90年代染发摩丝问世,使染发化妆品日趋完善。

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图 3Perkin

由此可见,染发早已风靡世界。

染发剂的类型与原理

头发本质属于蛋白质(角质蛋白),其水解产物氨基酸分子中含有氨基(—NH2)和羧基(—COOH),羧基在水溶液中能电离出H+而显酸性,而氨基能和酸(H+)结合显碱性,所以角质是一个两性化合物。毛发在沸水、酸、碱、氧化剂和还原剂等作用下可发生某些化学变化,控制不好会损坏毛发。在一定条件下,可利用这些变化改变头发性质,达到美发、护发等目的。市面上常见各类染发剂便根据头发的化学性质从而改变发色。

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图 4头发结构

从古至今,人们的审美不断变化,染发剂已不再局限于天然染发剂。根据添加的染料成分不同,可分为植物性染发剂、金属盐染发剂和合成有机染发剂。其中,较安全的染发剂还是天然染发剂。天然染发剂中的植物色素可使头发更有弹性和光泽,其原理很简单——天然色素可保护毛发周围的毛细血管,并使其平滑、增厚,植物色素颗粒完全附着在头发上。但植物色素染发有一点缺陷,即不能让头发颜色变浅。如果要让头发颜色变浅,则需通过氧化头发来改变头发内部结构,从而使头发变色。

氧化型染发剂由盐或过硫酸盐配制而成,对人体存在一定的损伤。金属盐染发剂和合成有机染发剂改变头发颜色的化学原理则非常复杂,图4展示了10种常见染发剂的主要成分。

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图 5不同颜色染发剂的显色成分

根据染色原理和染色牢度,分为临时性、半永久性和永久性(或氧化型)染发剂。

临时性染发剂(Temporary hair dye)所用成分主要包括偶氮类、三苯甲烷类、蒽醍类或吲哚胺染料。该类染料分子大,无法通过头发表皮缝隙渗透到皮质层中,只是附着在头发毛鳞片上,与头发的结合力弱,其耐洗牢度也很弱,洗发香波洗涤一次就被洗去。其染色原理是促使带正电荷的染料离子与带负电荷的头发发生作用,形成一种较不稳定的有色化合物,所以染色后保持时间较短。

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图 6染发剂的上色原理

半永久性染发剂(Semi-permanent hair dye)所使用的染料主要包括酸性染料、碱性染料、分散染料。最广泛使用的是小分子酸性染料,酸性染料是分子中具有酸性基团的水溶性染料的总称,包括偶氮、蒽酮、三苯甲烷、黄嘌呤等。由于酸性染料不渗入头发内部,仅通过离子键固定于头发表面,因此容易被雨水、汗水溶解,会随着汗水或雨水迁移到皮肤或衣物上,进而造成皮肤或衣物的染色。

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图 7金属离子、染料分子、人发结合示意图

永久性染发剂(Permanent hair dye)主要由染料中间体、耦合剂和氧化剂三部分组成。染发时,在碱性物质和过氧化物的共同作用下,原有黑色素被褪色,毛小皮中的二十一碳脂肪酸硫代酯键断裂,染料中间体和耦合剂渗透进入毛皮质中的纤维,氧化聚合形成大分子色素。

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图8染发上色过程

染发剂的危害

氧化型染发剂制品虽然染色效果好、色调变化广、持续时间长,但苯胺类物质存在一定毒性和致敏作用,其主要毒理学问题是接触性皮炎和长期“潜在”的全身影响。与其他胺类衍生物相比,对苯二胺氧化衍生染料具有更强增敏潜力。根据2017年世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单,对苯二胺属于三类致癌物。对苯二胺(PDD)是氧化型染发剂的主要成分,因此是首要关注的增敏剂。PPD分子量小(108),与蛋白质的亲和力强,故容易透过头皮进入体内,对造血干细胞造成损害,可能会诱发白血病等血液系统疾病。此外,染发剂中含有的铅、汞、砷等重金属,也会通过头皮进入人体,从而对肝肾等器官产生伤害。

近年来,因使用PPD染发剂而出现的不良反应越来越多,主要症状包括皮肤瘙痒、发红、皮疹、水泡、肿胀、溃烂、毛发脱落等等。PPD若不慎进入眼睛中,还会引起过敏性结膜炎、角膜上皮脱落等,严重时甚至会导致失明。日本就有活生生的例子:1992年日本有一位男子使用PPD氧化染发剂,按说明书进行染发,染发后20分钟进入浴室,水蒸气凝聚在头发上,不慎混合着染液流到眼睛里,第二天眼科医生检查发现,因染发剂急性中毒损坏了眼球。

此外,还有人因此丧命:1992年苏丹首都喀士穆有人使用苯胺染料对自愿受试者进行人体临床试验。31名受试者经口摄入对苯二胺染料混合物,其中有5名受试者出现急性肾功能衰竭,13名受试者在24小时内因急性中毒死亡。同时,染发剂中碱性物质氨水和强氧化剂(如过氧化氢)等对眼睛、皮肤、黏膜也有一定的刺激性和腐蚀性。故我国《化妆品安全技术规范》2015版,明确规定:因此在使用染发剂前应先局部少量使用,确保不会过敏后再大量使用。使用中应避免染发剂接触眼睛和身体其他皮肤,一旦出现过敏现象应立即停止使用,严重时应及时就医。

其他的染发剂成分,对氨基苯酚(PAP)有强还原性,易被空气中氧化,具有苯胺和苯酚的双重毒性,可经皮肤吸收引起高铁血红蛋白症和哮喘。间氨基苯酚(MAP)分子内存在两个有毒基团,所以具有苯胺和苯酚的重毒性,可经皮肤吸收引起皮炎,能引起高铁血红蛋白症和哮喘。PAP、MAP和邻氨基苯酚(OAP)对大鼠的口服半致死量为600-1300 mg/kg。这三种氨基苯酚的染发制品进行的慢性皮肤毒性和生殖试验表明这三种具有非致畸性但报道有胚胎毒性。在一项豚鼠过敏性试验中,PAP和OAP呈阳性,表明对人体可能有低的刺激和致敏潜能。豚鼠光敏作用试验结果为阴性。氨基苯酚诱变活性试验阳性,没有致癌效应。给大鼠按8 mmol/kg的剂量喂服OAP-HCl和PAP不产生肝硬化或肿瘤疾患。CIR专家组得出结论:按目前的用法和浓度,对氨基苯酚、间氨基苯酚和邻氨基苯酚作为化妆品成分是安全的。

不过,我国染发剂中对苯二胺的含量一般在2%~6%。因此,染发时不易出现急性中毒。

如何科学染发

目前DIY染发人群大多使用的是品牌泡沫染发剂,此类染发剂是一种便携式染发剂,价格实惠,用法简单,非常适合想要换发色却钱包不允许的人们。只要把染发液调配好后,涂抹到头发上按摩吸收就可以。

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图 9某品牌泡沫染发剂产品规格

一般常见的步骤是将染发剂和泡沫原液倒入氧化剂,然后将泵头拧紧在显色乳的瓶口上。然后来回摇晃瓶子,使其充分混合,配好染发剂。(切记不要猛烈摇晃或将瓶身翻转,上下颠倒2-3次就可以,否则容易堵塞瓶嘴导致染发剂无法挤出泡沫)把泡沫喷在手心,涂抹在清洗过的干发上,先染发尾,然后接着染黑色部分,最后头顶最贴近头皮的地方。轻轻按摩头发使之吸收,然后等待30分钟后用清水洗干净即可。

涂抹方法建议:将头发扎起来,分区域染,一小撮一小撮的涂抹,涂抹好后用梳子梳理一下,让每一根发丝都能沾染到染发剂,染好一缕再到一缕,不能心急。染好第一个区域后将绑起来的头发再分一些下来,一点点慢慢上色。发根上色手直接将泡泡抹在头上,用洗头的手法去染,中途会停下来用手拨弄头发,看看哪里没有染到的加一些染发剂用梳子去梳理,发根上完色后将头发盘起来,用保鲜膜包裹起来等待30分钟。

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图 10泡沫染发剂使用方法图示

虽然染发对人体有一定危害,但是仍然有人为了美丽去给自己的头发“化妆”,那么如何把风险降到最低呢?结合本文介绍,可以导向几点:

降低染发频率,不要短时间内疯狂染发,至少间隔三个月以上。

染发过程中一定要佩戴手套,避免染液沾染皮肤及粘膜。染发时,皮肤也要做好防护措施,涂上凡士林类的润肤霜。

选择低浓度染发剂,尽量不要选择永久染发剂,从而降低接触染发剂中的浓度,染发后及时清洗头皮,防止染发剂从头皮进入体内。

一次使用一种品牌的染发剂,不要多品牌混用,以免产生化学反应,加剧过敏。

一千个读者就有一千个哈姆雷特,是否需要染发也是根据每个人的喜好而定。了 解染发剂,学习正确使用染发剂的方法,趋利避害,选择合适自己的发色。

参考文献

[1] 菲利普·金斯利著,战立克等译:“头发健美大全”,南京:江苏科学出版社,1985年,第201页

[2] 张清建:“帕金:苯胺紫的发现者”,《中国社会科学报》,2017年,6月13日

[3] Corbett JF:“Hair coloring Processes”,《Cosmetics & Toiletries》,1991年,第5期,第106页

[4] 唐永雁,刘建欣,常志英:“浅谈植物染发剂发展趋势”,《精细与专用化学品》,2016年,第11期,第33页

[5] Carla Boga, Camilla Delpivo & Barbara Ballarin, et al:Investigation on the dyeing power of some organic natural compounds for a greenapproach to hair dyeing,Dyes and Pigments,2013年,第97期,第9页

[6] Jayaganesh Sankar, Sudhir Sawarkar & Jainendra Malakar, et al:“Mechanism of hair dying and their safety aspects: a review”,Mechanism of Hair Dying and Their Safety,2017年

[7] Czene K, et al Cancer risks in hairdressers: assessment of carcinogenicity of hair dyes and gels IntJ Cancer,2003年,第105期,108页

-完-
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我要评论
灵萌萌不酸 2020-11-04 20:50
作者从多个方面向我们介绍了染发各方面的知识,具有专业性的同时不缺自己的独特认识,这篇文章是一篇值得阅读的科普文章。
科普作品
带你认识染发
Bazinga

学校:武汉工程大学(流芳校区)

学历:本科

专业:高分子材料科学与工程

社团:MoMoKe科普工作室

职业:学生

评委点评 评语汇总

从人们常见的生活实践中提取素材可以提升阅读文章的兴趣,从科普的角度看具有较多的科普知识点,但本文语言有些平淡,更像一篇说明文和专业实习报告,文中引用了较多的专业术语和化学键等普通读者不熟悉的词汇和符号会降低文章的普及性。语言能力稍感一般,精采度不够。

2020-11-09 23:53 匿名 ——

比较全面、系统地介绍了染发的历史及相关科学知识,内容丰富厚重,文章脉络清晰,语言通俗流畅。

2020-11-09 23:01 匿名 ——

文章全面介绍了染发的历史、染发剂原理、染发剂的危害及人们如何科学染发,几方面的内容,选题贴近生活实际,文章语言轻松明快、通俗性强,可以起到很好的科普作用,是一篇很好的科普文章。希望可以对部分图片加以优化,以增加视觉美观性。

2020-11-09 00:14 匿名 ——

“爱美之心,人皆有之”,但为了爱美而影响身体健康就得不偿失了。文章就很好地为我们解答了关于染发的一些疑问,兼具科学性和通俗性,是一篇不错的文章。

2020-11-07 20:58 匿名 ——

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