【课程讲义】彩妆防褪色方法的分析研究（一）
2016.12.16
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彩妆防褪色方法的分析研究
主讲人：熊永攀
一、防褪色研究背景、目的及意义
1、防褪色研究的背景
Needs and trends
需求与趋势：
2、研究的目的
研究防褪色的方法，分析各种褪色的机理，找到科学依据，系统性解决化妆品的褪色问题。
3、研究的意义
提供安全有效的解决研究方案和防褪色的措施，做安全、美丽、舒适的化妆品。
二、颜色稳定性的测试方法
1、八种标准光源D65灯箱测试
光源说明
D65 国际标准人工日光(Artificial Daylight) 色温：6500K 功率：18W
TL84 欧洲、日本、中国商店光源 色温：4000K 功率：18W
CWF 美国冷白商店光源(Cool White Fluorescent) 色温：4150K 功率：20W
F 家庭酒店用灯、比色参考光源 色温：2700K 功率：40W
UV 紫外灯光源(Ultra-Violet) 波长：365nm 功率：20W
U30 美国暖白商店光源(Warm White Fluorescent) 色温：3000K 功率：20W(30U)
A 美式厨窗射灯、比色参考用灯 色温：2856K 功率：60W
TL83欧洲标准暖白商店光源 (Warm White ) 色温：3000K 功率：18W
2、室内日光灯测试
室温、室内光线，自然放置，观察1天、1周、1月、3月、6月、1年、3年变化
3、窗户阳光光照测试
a：窗台阳光直射，温度跟随场外环境，观察30M、1H、4H、8H、1D、1W、1M、3M
b：窗台放置，避光，温度跟随窗外环境，观察30M、1H、4H、8H、1D、1W、1M、3M
三、染料的颜色与结构的关系
1、光的基本概念
颜色的纯度：物体对光线的吸收接近某一种波长，则物体的颜色纯度就高。
颜色的亮度：物体吸收可见光后，反射出来的光量多，则物体的颜色亮度就大。
颜色的深浅：物体对可见光的最大吸收波长愈长，则色调愈深，最大吸收波长愈短，则颜色愈浅。
颜色的浓淡：物体的颜色的强度，用颜色的浓淡表示，它是物体吸收一定波长光线的量的多少。
人们把能增加染料吸收波长的效应称为深色效应，把增加染料吸收强度的效应叫浓色效应。反之，把降低吸收波长的效应称为浅色效应，把降低吸收强度的效应叫减色效应。
2、吸收现象和吸收光谱曲线
物体的颜色
当太阳光或其他白光照射在物体上，可以看到几种情况：
无色透明——光线全部透过物体；
物体呈白色——光线全部被物体反射；
物体呈黑色——照射到物体上的光线全部被吸收；
物体呈灰色——各波段的光部分成比例地被物体吸收；
物体呈现一定的颜色——白光中的某一段或某几段光有选择地被物体吸收。
结论：物体的颜色是物体对可见光中某一波长的光选择性吸收后，反射回来的其他波长的光在我们视觉上产生的反应。
补色
两种不同颜色的光混合起来成为白光，这两种光的颜色称为补色。
一种色的补色可以是单色光，也可以是除去这个颜色光后白光剩余的颜色。
在颜色盘（环）上能很清楚地看到光谱色的补色就是它的对角所表示的颜色。即物体的颜色实际上就是物体吸收光的补色。
3、染料的发色理论
早期发色理论
发色团与助色团理论：有机化合物结构中至少需要有某些不饱和基团存在时才能发色，这些基团称之为发色基团，主要的发色基团有-N=N-、=C=C=、-N=O、-NO2、=C=O等。含有发色团的分子称为发色体或色原体。发色团被引入的愈少，颜色愈浅；发色团被引入的愈多，颜色愈深。
主要的发色基团有-N=N-、=C=C=、-N=O、-NO2、=C=O等。
有机化合物分子中还应含有助色团。助色团是能加强发色团的发色作用，并增加染料与被染物的结合力的各种基团 。
主要的助色团有-NH2、-NHR、-NR2、-OH、-OR等。
另外磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)等为特殊的助色团，它们对发色团并无显著影响，但可以使染料具有水溶性和对某些物质具有染色能力。
醌构理论 ：染料之所以有颜色，是因为其分子中有醌结构存在。醌型结构可视为分子的发色团。
近代发色理论
物质的颜色主要是由于物质中的电子在可见光作用下发生π→π*(或伴随有n →π*)跃迁的结果。
电磁波都具有波粒二象性。即波动性和微粒性两重性质。
光波的波长λ、频率υ与光速C的关系为：C =υλ 光速C = 3×1017nm/s
光子的能量E与光的频率υ的关系为：E = hυ= hC/λ 普朗克常数h=6.62×10-34 J·s。
根据可见光(400~760nm)范围，一个染料分子内部电子跃迁所需的激化能
最高为：E = hC/λ=4.97×10-19 J
最低为：E = hC/λ=2.61×10-19 J
染料在1.57×105 ～2.99×105 J·mol-1能量范围内产生激化状态的分子才有颜色。
4、染料分子结构与颜色的关系
共轭双键系统与染料颜色的关系
深色效应：染料的最大吸收波长λmax向长波方向移动。
浓色效应：染料的吸收强度εmax增大。
染料分子的共轭双键系统中共轭双键越多，为深色效应和浓色效应。
例如：
染料分子的同平面性对颜色的影响
在共轭体系中，如果分子的平面结构受到破坏，π电子相互重叠的程度就会降低，这样会影响光的吸收，产生浅色效应。
例如：
如果有机化合物的共轭双键系统被单键隔离，如：—CH2—、—NH—、—NHCO—、—NHCONH—、—SO2—、—S—等基团，将共轭双键系统分为两个部分，从而使共轭双键系统变短，而且由于围绕单键的旋转引起分子平面结构的破坏，将导致浅色效应。
共轭双键系统被—NHCONH—隔离，染料的双键数目虽多，但分子共轭双键系统中断，染料为浅色。例如：
共轭双键系统上极性基团对染料的颜色的影响
如果在染料共轭双键系统上引入—NO2、—NO、—N=N—、=C=O、—CN等具有吸电子性的发色团或引入—OH、—OR、—NHR、—NR2、—NH2等具有给电子性的助色团，染料的最大吸收波长向长波方向移动，即深色效应；而且染料的吸收强度也增大，即浓色效应。若在染料共轭双键系统上同时引入吸电子基和供电子基，则效应更明显。
例如：
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