ซิลิโคน: มันคืออะไร มีไว้เพื่ออะไร และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมคืออะไร

ซิลิโคนออกสู่ตลาดมาเป็นเวลานานและในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางบางชนิด

ซิลิโคน

ภาพการถ่ายภาพ Hue12 บน Unsplash

ซิลิโคนคืออะไร

คุณจำชั้นเรียนเคมีระดับมัธยมปลายเมื่อครู (พร) สอนวลีตลก ๆ เพื่อจดจำเนื้อหาของวิชาหรือไม่? นั่นคือตอนที่เขาไม่ได้สนใจเพลง... ถึงกระนั้น ใครในพวกเราที่รู้วิธีแยก "เอไมด์" ออกจาก "ไซโคลอัลเคน"? เพื่อให้เข้าใจว่าซิลิโคนคืออะไร คุณไม่จำเป็นต้องจำวลีที่ยุ่งยากใดๆ คุณเพียงแค่ดึงเนื้อหาเล็กน้อยของชั้นเรียนเคมีอินทรีย์มาไว้ในความทรงจำของคุณ แต่ขอช่วยคุณในงานนี้

อย่างแรก เคมีอินทรีย์ กล่าวโดยย่อ เป็นเรื่องเกี่ยวกับสารประกอบของโมเลกุลคาร์บอนและการศึกษาอนุพันธ์ของพวกมัน ซิลิคอนเป็นสารประกอบกึ่งอินทรีย์เนื่องจากไม่ได้ทำมาจากคาร์บอนเป็นหลัก แต่เป็นซิลิกอนและออกซิเจน โดยมีสูตรทางเคมีทั่วไปดังนี้ [R2SiO]n อย่างไรก็ตาม เนื่องจากจับกับโมเลกุลที่มีคาร์บอน จึงไม่เป็นสารอนินทรีย์เช่นกัน

นอกจากการใช้ทางการแพทย์หลายอย่างแล้ว เช่น สายสวน ท่อระบายน้ำ และขาเทียมสำหรับผู้ที่ประสบอุบัติเหตุ ซิลิโคนยังพบได้ทั่วไปในองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางและในเครื่องใช้ประจำวัน ในทางเคมี เป็นสารเฉื่อย (ไม่ทำปฏิกิริยาตามธรรมชาติกับสารประกอบอื่นๆ) มีความคงตัวทางกายภาพรวมกับความต้านทานความร้อน ทนได้ตั้งแต่ -40°C ถึง 316°C! ทั้งนี้เป็นเพราะคุณภาพกึ่งอินทรีย์

ในรูปแบบสามมิติ สูตรทางเคมีทั่วไปนั้นมีส่วนประกอบที่เป็นซิลิกอนหลัก ส่วนคาร์บอนก็เหมือนกับหลอดฟิล์มพลาสติกที่ห่อหุ้มไว้ ในอุตสาหกรรม เมื่อเผชิญกับความร้อน อะตอมของคาร์บอนจะถูกเผาก่อนแล้วจึงค่อยเผาซิลิกอน ซึ่งเป็นหนึ่งในส่วนประกอบที่ใหญ่ที่สุดของแก้ว (เช่น ในการทำแก้วที่อุณหภูมิสูงถึง 15000°C)

ซิลิโคนในเส้นผม

เนื่องจากมีความยืดหยุ่น จึงง่ายต่อการเกลี่ยซิลิโคนให้ทั่วพื้นผิวของเส้นผม รูปทรงของซิลิโคนมีช่องว่างให้โมเลกุลของก๊าซซึมผ่าน ทำให้ผ้าคลุมผม "หายใจ" เบา นุ่ม (น้ำยาปรับผ้านุ่ม) และเนียนนุ่มน่าสัมผัส อีกทั้งยังมีดัชนีการหักเหของแสงสูงให้ความเงางาม ด้วยเหตุนี้ ซิลิโคนจึงถูกใช้เป็นสารปรับสภาพในผลิตภัณฑ์หลายอย่าง รวมถึงแชมพูบางชนิด โดยเฉพาะ "2 in 1"

โปรดจำไว้เสมอถึงความแตกต่างระหว่างซิลิโคนกับน้ำมันเบนซิน โปรดเข้าใจว่าเรากำลังพูดถึงซิลิโคนชนิดแรกที่ดีสำหรับเส้นผม ซึ่งมีสภาพที่ดีจริงๆ - ซึ่งโมเลกุลหลักคือซิลิกอน ไม่ใช่ปิโตรเลียม ในระยะสั้น Petrolatum จะเคลือบเส้นผมไม่ให้สารอาหารแทรกซึมเข้าไปในเส้นใยและสะสมเมื่อเวลาผ่านไป ทำให้สุขภาพของเส้นผมไม่แข็งแรง ดังนั้นจึงเป็นอันตราย ซิลิโคนปราศจากน้ำมันไม่ช่วยแก้ปัญหานี้ และคนส่วนใหญ่สามารถใช้ได้อย่างสบายใจ ยกเว้นผู้ที่เป็นโรคภูมิแพ้แน่นอน ตัวแปรที่วางตลาดมากที่สุดคือ ไดเมทิโคน, ไซโคลเมธิโคน และ "กรวย" อื่น ๆ

นักวิจัยของ UFRJ ได้ค้นพบซิลิโคนที่ได้จากพืชซึ่งสกัดจากต้นอะคาเซีย แต่ส่วนใหญ่ที่ขายในปัจจุบันมีน้ำมันปิโตรเลียมอยู่ในองค์ประกอบ เช่นเดียวกับน้ำมันเบนซิน ไม่มีกลิ่นและไม่มีรส และขึ้นอยู่กับกลุ่มอินทรีย์ (โมเลกุลคาร์บอน) ที่ติดอยู่ อาจมีตั้งแต่ของเหลวของเหลว (ใช้ในเครื่องสำอาง) ไปจนถึงยางซิลิโคน (โพลีเมอร์ที่เป็นของแข็งยืดหยุ่น เช่น ยาง) ดังนั้นจึงมีขนาดใหญ่ -ขนาดการใช้งานตามอุตสาหกรรม

แอปพลิเคชั่นอื่นๆ

คอนแทคเลนส์ เล็บ "เจล" ปลอม ครีมกันแดด และสารเคลือบพิเศษบางชนิดเป็นผลิตภัณฑ์เสริมความงามและสุขภาพอื่นๆ สำหรับสารประกอบเอนกประสงค์นี้ ไม่ต้องพูดถึงการปลูกถ่ายพลาสติกที่มีชื่อเสียง เมื่อซิลิโคนไม่ได้นำความงามมาสู่ชีวิตประจำวันของเรามากขึ้น มันคือการนำความสบาย การใช้งานจริงสามารถทำได้ในการผลิตไฟเบอร์กลาส, เรซิน, เม็ดสีและสีย้อม, ยางสำหรับแม่พิมพ์, สารเคลือบหลุมร่องฟัน, โพลียูรีเทนและยูฟา... การใช้งานนับพัน

สุขภาพ

Cosmetic Ingredient Review ได้ดำเนินการวิจัยและการทดสอบในห้องปฏิบัติการอย่างกว้างขวาง ซึ่งพิสูจน์ความปลอดภัยในการใช้ไซโคลเมธิโคนในระดับความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการประเมินในการทดลอง

ในการจำแนกประเภทสากล CMR (สารก่อมะเร็ง การกลายพันธุ์ หรือ Reprotoxic) ถูกจัดประเภทเป็น 3 นั่นคือ ไม่มีหลักฐานภายในสเปกตรัมของการศึกษาโรคใด ๆ ในสามประเภทนี้ หลักฐานจากการทดลองในสัตว์ทดลองไม่เพียงพอที่จะจัดอยู่ในหมวดหมู่ที่ 2 (ซึ่งควรพิจารณาว่าเป็นสารก่อมะเร็ง/ก่อกลายพันธุ์/เกิดซ้ำได้) การจำแนกประเภท CMR ประเภท 1 เป็นสิ่งที่น่าตกใจที่สุด

เราเน้นว่าคู่รักที่พยายามจะตั้งครรภ์หรือผู้หญิงที่ตั้งครรภ์แล้วควรปรึกษาแพทย์

สิ่งแวดล้อม

เนื่องจากซิลิโคนโพลี-ไดเมทิล-ไซล็อกเซนมีอยู่ในผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย ไม่ใช่แค่เครื่องสำอางเท่านั้น และไม่ระเหย (ไม่ระเหยสู่ชั้นบรรยากาศ) จึงมีการนำจำนวนหนึ่งไปพร้อมกับอ่างหรือน้ำล้างอุตสาหกรรม ซึ่งสุดท้ายจะสะสมใน ดินและน้ำที่จะบำบัด ในทางกลับกันสามารถอยู่ในถังบำบัดน้ำเสียในครัวเรือนหรือถังเทศบาล อันที่จริง นี่เป็นเรื่องปกติ เนื่องจาก 17% ของปริมาณผลิตภัณฑ์ทั่วโลกถูกใช้ในกระบวนการที่ต้องมีการล้าง

ซิลิโคนที่ผ่านการล้างแล้วจะเกาะติดกับอนุภาคที่เป็นของแข็งและในที่สุดก็จะแตกออกจากน้ำในกระบวนการตกตะกอนตามธรรมชาติ พวกมันไม่มีความต้องการออกซิเจนทางชีวภาพ (BOD) ที่สำคัญในการเร่งปฏิกิริยาด้วยแบคทีเรียแอโรบิก ซึ่งเป็นข้อพิสูจน์ถึงความไม่เป็นพิษของพวกมัน ตะกอนที่มีความหนืดที่เกาะติดกันโดยจุลินทรีย์เหล่านี้จะถูกเผาในภายหลัง กลายเป็นปุ๋ยหรือไปฝังกลบ

หาก "กากตะกอน" นี้ถูกเผา ซิลิโคนจะเปลี่ยนเป็นซิลิกาอสัณฐาน และขี้เถ้าหากนำไปฝังในหลุมฝังกลบ จะไม่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เช่นเดียวกับการใช้ปุ๋ยซึ่งเสื่อมสภาพในการเร่งปฏิกิริยาของดิน โดยมีจุดประสงค์เดียวกันกับเมื่อนำไปฝังกลบ

ซิลิคอนไม่ได้สะสมในสิ่งมีชีวิตเช่นกัน เนื่องจากขนาดของโมเลกุลใหญ่เกินกว่าจะผ่านเยื่อหุ้มของปลาหรือแม้แต่สัตว์ดูแลดิน เช่น ไส้เดือน

หากซิลิโคนตกลงไปในดินโดยตรง เช่น แตกตัวเป็นอนุภาคขนาดเล็ก (Me2 Si(OH)2) หลังจากผ่านไปสองสามสัปดาห์ ซึ่งสุดท้ายจะเกิดการออกซิไดซ์ กลับคืนสู่รูปแบบธรรมชาติของซิลิกา คาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำ ไม่มีผลกระทบ สุขภาพดิน การงอกของเมล็ด หรือการเจริญเติบโตของพืช พวกมันไม่รบกวนแมลงหรือนกแม้เมื่อได้รับปริมาณมาก (การศึกษาได้ติดตามไข่ของสายพันธุ์ตั้งแต่การสะสมจนถึงชีวิตของลูกไก่)

สารระเหย (ระเหย) methylsiloxanes พบได้ในเครื่องสำอางผิวหนังและผมและสารระงับเหงื่อ เช่น ยานยนต์หรือสารทำให้ผิวนวล ซิลิโคนประเภทนี้ส่วนใหญ่มีโครงสร้างเป็นวงกลม จึงเรียกว่า "ไซโคลเมธิโคน" การปล่อยมลพิษทางอุตสาหกรรมจากซิลิโคนระเหยง่ายนั้นน้อยมาก และระดับผู้บริโภคก็เช่นกันที่ระเหยออกไป หากบังเอิญผสมกับน้ำ ส่วนหนึ่งของมันจะหลุดออกมาในบรรยากาศในที่สุด และสลายตัวโดยออกซิเดชันภายใน 10 ถึง 30 วัน กระบวนการทั้งหมดนี้เกิดขึ้นในโทรโพสเฟียร์ ดังนั้นจึงไม่มีความเป็นไปได้ที่จะปนเปื้อนสตราโตสเฟียร์และส่งผลให้ชั้นโอโซนไม่ก่อให้เกิดภาวะโลกร้อน

เนื่องจากซิลิโคนเหล่านี้ทั้งหมดมีโครงสร้างทั่วไปเหมือนกัน (สายโซ่ของอะตอมซิลิโคนและออกซิเจน และกลุ่ม -เมทิลที่ติดอยู่กับซิลิโคน) พวกมันจะละลายตามลำดับเดียวกัน ทำให้เกิดสารประกอบใหม่ ระเหยน้อยกว่า อุดมไปด้วยไซแลนอล ละลายในน้ำและน้อยกว่า ละลายได้ในไขมัน พวกเขายังคงย่อยสลายมากขึ้นเรื่อย ๆ อยู่ในบรรยากาศเหมือนเป็นวัฏจักร เช่นเดียวกับ Polydimethylsiloxane อนุภาคที่เหลือจากการเกิดออกซิเดชันนี้คือซิลิกา คาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำ

อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาจากบริบทของโลกในปัจจุบันแล้ว จะต้องมีการสังเกต ในขณะที่คนส่วนใหญ่ใช้สุขอนามัยในอุตสาหกรรม เครื่องสำอาง และผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด และในขณะที่ประชากรโลกอยู่ในพันล้าน ระบบนิเวศทั่วโลกอาจมีสารนี้มากเกินไป ซึ่งต้องใช้เวลาพอสมควรในการย่อยสลายทางชีวภาพ ตัวผลิตภัณฑ์เองไม่ได้เป็นอันตรายเหมือนผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม แต่สิ่งสำคัญคือต้องบริโภคอย่างมีสติและให้น้อยที่สุด ภายในความเป็นไปได้ของแต่ละผลิตภัณฑ์