聂文燕
(淄博职业学院化学工程系,山东淄博,255314)
EDTA一般指乙二胺四乙酸或其钠盐,是一种重要的络合剂。EDTA应用于工业始于本世纪三十年代初,当时利用它的金属螯合特性除去硬水中的钙盐和镁盐,也用与纺织工业,防止重金属盐与某些染料相互作用[1]。现在EDTA的用途已很广泛,日化用品、染料、洗涤剂、药品以及水处理行业都少不了它。最初,把EDTA加入到肥皂或洗面奶中的目的是软化硬水,使皂基泡沫更丰富持久,五十年代后期,又发现了EDTA在化妆品行业的一个新用途,它能提高化学防腐剂的抗菌性能,因而在化妆品工业中更受重视[2]。
EDTA是一种多氨基四价钠盐,呈白色结晶粉末状,它稍溶于水,易溶于乙醇、醚和氯仿等许多种有机溶剂。EDTA可生成四种钠盐,随着钠原子取代数增加,在水中溶解度逐渐提高。EDTA与HEDTA(羟乙基乙二胺三乙酸盐)和DTPA(二乙撑三胺五乙酸盐)是三种最常见的螯合剂。HEDTA主要用于碱性适中的环境下抑制三价铁离子,DTPA有非常好的氧化稳定性,主要用于含有强氧化剂的清洁剂中。而EDTA降低产品成本、适应多数产品的pH值无毒且能与大多数配料共存,巳被证明是用于化妆品和盟洗用品的用途最广的“通用”螯合剂[3]。
当EDTA在溶液中遇到游离的金属离子时,它就会像螃蟹的一对大钳一样钳住金属离子不放,使得金属离子很难发生正常价态反应。我们在日常生活中常常遇见茶壶内壁结茶垢的现象,这些茶垢是钙、镁、铁、铜、锰等离子与溶液中的阴离子反应生成沉淀并聚集的结果。这些金属污染物同样会出现在化妆品中——生产用水、加工设备、原料和产品的包装都可能引入这些污染物,结果可能导致化妆品变色、变味、变浑浊、加速腐败等现象。
生产上,如果加入0.05%~0.2%的 EDTA,EDTA溶于水就会与金属离子牢牢结合,使其不能再与阴离子反应,从而防止这些现象发生或是将其降至最小。
EDTA能增强杀菌剂的活性以抵抗革兰氏阴性菌,如大肠杆菌外、痢疾杆菌、肺炎杆菌、霍乱弧菌等。EDTA能与微生物细胞壁中的金属离子相结合,使微生物细胞壁渗透性提高,有利于抗菌剂的渗透和发挥作用。由于缺乏可靠的抑菌活性,EDTA一般不单独使用,而是搭配其他防腐剂使用。
EDTA最突出的抗菌作用表现在对绿脓假单胞菌的杀灭和抑制方面。这在个人卫生用品行业中是一项十分有用的性质。绿脓假单胞菌是一种抗药性很强的杆菌,广泛存在于自然界,特别是水中,而且在传统防腐剂的致死浓度下仍能生存。据报道,绿脓假单胞菌甚至能在经过过滤和消毒的蒸馏水中生存,在许多防腐剂体系中,它都能发生变异,形成有抗药性的菌株。如果化妆品中出现绿脓假单胞菌将是一件非常棘手的事,尤其是与皮肤有接触的化妆品如洗面奶、洗发水、沐浴乳、睫毛膏、眼线液等。一旦这种细菌进入人的眼角膜上皮,将会对眼睛引起严重的且是永久的伤害。实验表明,不加其他化学防腐剂,单独用250ppm浓度的EDTA,可杀死99.99%绿脓杆菌,当浓度降至100ppm时,绿脓杆菌死亡率在57%~99.5%。
现在化妆品行业常用的防腐剂是尼泊金酯。这种防腐剂对革兰氏阳性菌有较强的抑制作用,但对绿脓假单胞菌抑制效果并不好。倘若与EDTA合用,对革兰氏阴性菌的抑制效果就会大为改善,特别是对付绿脓假单胞菌效果非常好。
对于其他的防腐剂,EDTA也能起到提高活性的作用。如EDTA与氯二甲酚复配,能明显提高对格兰阴性菌的抑制作用;EDTA按照1:1与咪唑烷基脲(捷美)复配,用量为0.3%时,比单独使用0.3%的捷美效果要好得多;与二溴二硝基丙二醇等防腐剂配合使用,抗菌效果也很好。
由于采用传统防腐剂与EDTA相结合的方法,提高了抗菌活性,因而在达到抗菌要求的前提下,可降低主体防腐剂的浓度,从而最大限度的降低了防腐剂可能带来的刺激和致敏作用。
EDTA还被用于其他各种个人用品中,如加入染发剂中。染发剂的基础成分多为氧化染料O-和P-芳基二胺染料及其衍生物,为了防止这些氧化染料在贮存运输过程中氧化变质,需加入还原剂亚硫酸钠或亚硫酸氢钠。而这两种还原剂在金属离子存在的条件下易于分解,加入EDTA能使亚硫酸盐等还原剂稳定,并使染料在显色期间氧化更均匀,并防止由杂质金属离子引起的“败色”。
EDTA用在香皂及洗发香波中可以增加泡沫、增强洗净力,这是因为它与水中的金属离子络合,起到调节水硬度的作用。同时EDTA的加入可以抑制香皂中的细菌,延缓香皂中脂肪酸的酸败。
EDTA还可以用在除臭剂中,作用是除去能引起恶臭为的铜和铁。EDTA也能稳定在金属离子存在条件下易于氧化的维生素制剂。
[1]manufacturing Chemist,1991 62(9):22.
[2]郦伟章.化妆品原料EDTA的用途.香精香料化妆品,1994(3):17-18.
[3]周芳 译,EDTA螯合剂在化妆品和盥洗用品中的作用.日用化学工业译丛,1985(4):42-46.