簡單認識「有機矽(silicone)原料」及其越來越受歡迎的三大優勢?@MSMF知識PART

2023/07/28閱讀時間約 5 分鐘
俗稱矽利康的「有機矽(silicone)」原料,包含各式各樣、從液態到固體(如矽油、矽彈性體、矽樹脂、矽粉)等具有性質各異的成分──為何使用量不斷增加,廣泛出現在各式皮膚護理產品中?
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「有機矽(silicone)」又名矽氧烷(siloxane)── 是以「矽-氧鍵(...-Si-O-Si-O-Si-O-...)」為主骨架,再接以「不同的官能基R」如甲基、乙基、丙基、苯基、氟烷基、氨基烷基、羥基、巰基、或氫原子......等而成的化合物。(有機矽(silicone)基本結構示意圖如下)

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並且,除了官能基R的變化外──還可鬥過期本身「分子量大小」如矽氧主鏈的長短變化;與「結構樣式不同」如呈直鏈狀、分支(樹枝)狀、環狀、有相交聯的平面或3D立體型式等不同變化組合──衍生出各式各樣、從液態到固體等(如矽油、矽彈性體、矽樹脂、矽粉...)、特性各異的一大類化合物。


不同官能基

  • 例如俗稱矽靈的「Dimethicone」成分,就是R=甲基(Methyl group)的直鏈型有機矽化合物「Polydimethylsiloxane」。具有絲滑膚觸,且抗水性強的潤膚劑。
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  • 但若R改為「水性基團」──例如PEG-10 Dimethicone,就能變成具表面活性劑作用的成分(分子同時含「親油端&親水端」結構)。
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不同分子量大小

  • 例超低黏度的Dimethicone 0.65cst(INCI=Disiloxane)就只有超短的-Si-O-Si-主鏈,具有超高的揮發特性,膚感也特別清爽(因都揮發走了)。(也因此其有被應用到「會自發泡」的泡泡面膜類型中,充當產泡的動力。)
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  • 反之矽-氧鏈長越長、分子量越大、黏度越高,則厚潤感越顯著。


不同結構樣式

  • 除了前述矽靈的直鏈狀。
  • 最常見的揮發性矽油「十甲基環五矽氧烷」,就是以五組「矽-氧鍵」為單位,自組成環狀而成。(故也有D5之暱稱)
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  • 而像彩妝中常見的有機矽粉體「聚甲基矽倍半氧烷(Polymethylsilsequioxane)」,則是透過主鏈支狀交聯,形成了3D立體結構。
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然而「樣式繁多」並不代表就一定會被市場所肯定一一其越來越常見的原因在於...

「有機矽(silicone)」三大優勢

1.具高穩定性

  • 有機矽中的矽氧烷鍵非常牢固,Si-O鍵不易被氧化。
  • 對環境變化的耐受度高
  • 例:可耐溫從−100 至 250°C都有。不怕潮濕。
  • 耐受紫外線、酸、鹼或臭氧作用,不易老化變質。

2.安全性高

  • 有機矽(化妝品等級以上)對人體屬低致敏性,無毒、非致癌成分,無法被體內吸收,對免疫系統沒有影響。且不影響皮膚透氣性,細菌無法滲透。
  • 故像醫藥級傷口噴霧型繃帶,就可透過「高揮發性矽油+具成膜性的矽樹脂原料」配伍組成,提供保護傷口之作用(隔離外界異物接觸、兼顧防水、透氣不悶)

3.應用的選擇多樣性高            

  • 在矽氧主鏈上添加不同的有機基團,賦予有機矽不同的性能一一通過添加甲基和長鏈烴,有機矽可以變得疏水(可供防曬、彩妝、睫毛膏等配方加強防水性);而添加極性基團可以產生水溶性有機矽(可供化妝水或精華液配方,消減末端黏感,提升使用舒適性)。
  • 而像具3D結構的矽粉,更是可幫助控油(粉體吸油)、遮瑕與提升SPF值(使光線散射柔焦)或修飾塗抹膚觸(球型滾動滑順)等作用。


其它如防水性(矽靈)、成膜性(矽樹脂)、清爽感(揮發性矽油)、滋潤感(矽彈性體)......等,不管使用目的為何?基本都能找到相應有機矽原料來使用。(參→Silicone in Dermatology: An Update

所以使「有機矽(silicone)」原料身影,在各式美容產品中越來越常見,應用也越來越廣泛。更有報告寫到:市場上推的美容「新品」中,超過半數成分中都含有至少一種有機矽。(參→Recent developments in silicones for topical and transdermal drug delivery


MSMF觀點

矽油所提供的獨特的膚感:滑順、清爽、不黏膩──雖有其他替代性油酯(如Coco-Caprylate/Caprate、Hydrogenated Polyisobutene、或Isododecane……等)出來競爭,但實務上仍無法提供能媲美矽油的膚觸,只是接近。加之成本上往往更貴──所以「有機矽(silicone)」原料,在美容產品配方中,仍佔有難以撼動的重要地位。

不過隨環保意識提升──有機矽的高度穩定,反而可能是個缺點:意味當有機矽流入環境後,可能會存在一段很長時間而不會降解。潛在具有生物或環境的累積性(類似塑膠問題)──只是這些相關研究,還尚有欠缺足夠的監測數據來明確「利vs.害」影響程度?

所以如果側重綠色永續訴求,可改用其他天然來源的清爽型油酯──但若較重視膚觸感受,矽油成分仍是目前CP值最佳的選擇!


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