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日化

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什么是日化

  日化又称日用化学工业产品(简称日用化工)或称日用化学品,是指生产人们在日常生活中所需要的化学产品的工业。

日化的主要内容

  列入中国化学工业年鉴、单独统计产量(产值)的日用化学品主要有合成洗涤剂肥皂、香精、香料化妆品牙膏油墨、火柴、干电池、烷基苯、五钠、三胶(骨胶、明胶、皮胶)、甘油、硬脂酸、感光材料(感光胶片、感光纸)等。

日化的特点

  日用化工以其技术密集、附加值高、品种繁多和多学科交叉的特点,成为化学工程(特别是轻化学工程)的重要组成部分。现代日用化工的产品已不再是简单的精细化工产品,而是依托化学工程、分离工程、生物工程、物理化学、生理学、医学、药学、流变学、美学、色彩学、心理学包装学等领域高新技术成果发展起来的多学科交叉的高新技术产业

  第一,日用化工具有鲜明的多学科交叉特色

  化妆品学,是研究化妆品配方组成和原理、制造工艺、产品和原材料性能及其评价、安全使用产品质量管理和有关法规的综合性学科。它又是集化学、医学、药学、皮肤科学、齿学、生物化学、物理化学、化学工艺学、流变学、美学、色彩学、生理学、心理学管理学和法律学等相关科学于一身的应用学科。化妆品应具有安全性、稳定性、使用舒适性和有效性等基本特性。

  应当指出的是,在配方确定后,日用化工产品的加工工艺虽然比传统的重化工工艺简捷,但也绝不是简单的混合产品。一般日化产品为多组分、多相态的体系,如乳液、悬浮液、膏霜等,为复杂的热力学不稳定体系,属于非牛顿流体加工过程。其中组分间的配伍性、相态、组分、工艺条件及储存条件等对体系的稳定性均可产生影响。要获得性能良好的产品,必须对配方设计原理、安全性能、稳定性能、使用效果的原理及加工过程原理有明确认识,需要多学科协作。

  第二,日用化工是知识、技术密集的高新技术产业

  随着人们生活需求的提高,对产品种类和质量的需求日益高涨。客观上要求日用化工行业品种繁多,新产品不断涌现。日用化工产品的安全性、稳定性、使用舒适性、有效性以及产品生命周期短等特性,决定了相关基础研究的重要性。

  日化行业涉及多学科交叉,拥有科研人才是企业提高创新能力、增强发展后劲和竞争实力、保持可持续发展的根本保证。因此,国外的日用化工企业十分注重科研工作。法国Loreal(莱丽雅)公司生产香水美容品2万多种,商标多达500个,产品行销180个国家和地区,消费者达10多亿人。其发用化妆品居世界第一位,美容卫生品居世界第二位。目前,该公司拥有1500人的科研队伍,网罗了化工、医学、化妆品学、生物学、药理学、毒理学、包装学等方面的专家。每年在近3万只动物上进行化妆品毒理实验,有6000名试验模特进行新产品的试用工作。

  美国Revlon(露华浓)公司拥有200多名科研人员,并建有科研中心,设有唇膏指甲油、染发品、气溶胶产品研究室等16个化妆品研究室。日本资生堂拥有300多名科研人员,1989年与美国哈佛大学共创世界一流的皮肤科学信息技术中心,共同开发各种生物化妆品。最近,资生堂成立了生命科学研究所,专门从事皮肤生理的基础研究,从事育发、美白和抗衰老化妆品等研究。

  第三,大量使用复配技术

  日化产品多为复配而成,体系为混合物。如洗涤剂是由多种不同的表面活性剂和其它化工产品(如发泡剂、稳泡剂、分散剂及抗污垢再沉淀剂等)混合而成。洗衣粉中除表面活性剂外,还有多种洗涤助剂(如4A分子筛、三聚磷酸钠等),以增强洗涤效果。

  化妆品乳液中,除有效成分外,还含有各种乳化剂防腐剂、抗氧化剂和流变性调节剂等。

  配方研究和复配技术在日化工业中极为重要,原因在于很少有单一组成的化学品能发挥多种作用,起到理想的效果。例如,对洗涤剂,要求产品同时具有良好的洗净能力、适当的发泡能力、良好的抗污垢再沉积能力等;对洗发香波(Shampoo),要求产品同时具有良好的洗净能力、丰富稳定的泡沫、适当的黏度、消除静电、具有除头屑和柔软调理头发功能,甚至要求滋养头发功能。很显然,要同时满足产品的多种功能,仅用单一的化合物是不够的,需要多种原料复配,使体系体现出良好的协同作用

  例如,单一表面活性剂如十二烷基苯磺酸钠(或十二烷基磺酸钠,SDS),单独使用时,在降低表面张力、起泡及洗涤、乳化等作用方面均不如加入少量十二醇的产品。纯十二烷基磺酸钠,其临界胶束浓度(cmc)为8×10^{-3}mol/L,此浓度下的表面张力y=38dyn/cm(1dyn=10^{-5}N)。而一般商品中含有少量十二醇,其cmc却大大降低,临界胶束浓度下的表面张力降低为y=22dyn/cm。说明混有十二醇的SDS表面活性大,而且发现此混合液的表面黏度和起泡力均比纯组分大大增加。

  洗涤剂配方中,常在烷基苯磺酸钠中加入少量十二酰醇胺或氧化二甲基十二烷基胺,大大改善了起泡性能和稳泡性能,并增强了洗涤效果等,说明组分之间产生了良好的协同作用

  配方中组分的种类、数量、组分之间的配伍性、协同作用等均对复配产品的性能影响显著。正是由于复配技术使日用化工产品种类繁多,复配技术也成为Et用化工行业的核心技术

  配方工程师是日用化工应用技术开发的关键人物。其任务是针对某一要求的化工产品,通过大量筛选实验和复配实验,确定主次原料、助剂、添加剂的种类和数量、最佳应用配方及工艺条件等。此外,还应尽可能低成本

  就配方研究本身而言,具有较强的科学性;但同时又在很大程度上依赖于经验的积累,因为配方研究是多学科交融的体系,具有复杂的科学性。一名优秀的配方工程师,应具备合理的专业知识结构,如物理化学、化学工程、流变学、界面化学等基础理论知识,以基础理论作指导;同时还必须对各种化学物质的物化性能有清晰的认识;另外,还需要有一定的灵感和敏锐的观察力、艺术鉴赏力等。例如,化妆品中的香水的复配技术几乎就是一种艺术行为。

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