硫酸铵

化妆品成分科学报告：硫酸铵 (Ammonium Sulfate)

1. 基础信息 & 来源

INCI名称与分子特性

INCI名称：Ammonium Sulfate

• 化学式：(NH₄)₂SO₄
• CAS号：7783-20-2
• 分子量：132.14 g/mol
• 物理形态：无色或白色结晶/颗粒

来源与生产

主要通过以下方法合成：

• 工业合成法：氨气与硫酸中和反应：2NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄
• 副产物回收：焦炉煤气净化、己内酰胺生产中的副产品
• 天然提取：注：商业化妆品原料主要采用合成法，天然来源极少用于规模化生产

化妆品级硫酸铵需满足：(依据：FDA 21 CFR 184.1143, FCC食品化学品法典)

• 重金属含量 ≤ 10 ppm
• 砷含量 ≤ 3 ppm
• 纯度 ≥ 99.5%

2. 皮肤作用机制与宣称功效 (科学依据为重点)

宣称功效	作用机制	科学证据强度	关键研究发现简述	起效浓度范围
pH调节	解离为NH₄⁺和SO₄²⁻离子，缓冲体系维持配方pH稳定	强	作为弱酸弱碱盐，在pH 5.0-6.5区间具有最佳缓冲能力	0.1-1.0%
粘度调节	通过盐析效应改变表面活性剂胶束结构，影响产品流变特性	强	在SLES体系中，浓度>0.5%可显著增加粘度 (Journal of Surfactants and Detergents, 2018)	0.3-2.0%
角质软化	理论推测：铵离子可能干扰角蛋白二硫键	弱	离体皮肤实验显示有限效果，远低于尿素/水杨酸等标准角质溶解剂	未确定
抗菌辅助	降低水活度(Aw)，抑制微生物生长	中等	在浓度>3%时显示抑菌效果 (International Journal of Cosmetic Science, 2015)	>3.0%

*注：角质软化功效多为厂商宣称，缺乏临床对照研究支持*

3. 核心化学成分剖析

化合物类别	代表物质	基本性质	配方中的作用
无机盐	硫酸铵 [(NH₄)₂SO₄]	水溶性：706 g/L (20°C) pH (1%溶液)：5.0-6.0	pH缓冲剂、粘度调节剂
杂质控制	重金属(Pb,As,Hg) 游离酸/碱	化妆品级要求： Pb≤5ppm, As≤3ppm	确保安全性和配方稳定性

关键化学特性

• 解离常数：pKa (NH₄⁺/NH₃) = 9.25，使其在弱酸性条件下稳定
• 热稳定性：分解温度>235°C (释放氨气)
• 配伍禁忌：
  • 强氧化剂 → 可能产生爆炸性混合物
  • 强碱性物质 → 释放刺激性氨气

4. 配方应用与协同效应

应用类型

• 洗发水/沐浴露：主要粘度调节剂 (与SLES配伍)
• 染发剂：pH缓冲剂 (维持氧化染发最佳pH 9.0-10.5)
• 磨砂膏：盐结晶作为物理去角质颗粒
• 泡沫面膜：与碳酸氢钠反应产气 (2NH₄⁺ + CO₃²⁻ → 2NH₃ + CO₂ + H₂O)

协同增效组合

• SLES体系：
  • 协同成分：月桂醇聚醚硫酸酯钠 (SLES)
  • 机制：通过静电屏蔽效应促进胶束生长，粘度提升3-5倍
• 防腐增效：
  • 协同成分：苯氧乙醇、山梨酸钾
  • 机制：降低水活度(Aw)，增强防腐剂渗透性
• 染发氧化体系：
  • 协同成分：过氧化氢、氨水
  • 机制：缓冲pH波动，稳定染料中间体

5. 安全性与适用性

安全评估

• CIR评级：安全 (浓度≤2.0%在淋洗类产品)(来源：CIR Final Report 2021)
• 急性毒性：LD50 (大鼠口服) = 3000 mg/kg - 低毒
• 皮肤刺激性：
  • 正常皮肤：无刺激 (测试浓度≤5%)
  • 破损皮肤：可能引起刺痛(依据：OECD TG 439体外皮肤模型)

使用限制

地区	产品类型	限值
欧盟	驻留类产品	≤0.2% (以氨计)
中国	所有化妆品	≤6% (以总量计)
美国	无限制	GMP规范

适用人群警示

• 敏感肌：高浓度可能引起刺痛（避免＞3%浓度）
• 哮喘患者：高温配方可能释放氨气诱发症状
• 眼周产品：pH波动可能导致黏膜刺激

6. 市场定位与消费者认知

市场定位

• 经济型功能助剂：成本仅为有机增稠剂的1/10-1/20
• "无盐"宣称的规避对象：高端产品常被氯化钠替代
• 应用占比：约68%用于洗发水，22%用于沐浴露(来源：Cosmetics & Toiletries市场报告 2023)

消费者认知误区

• 误区1："硫酸铵=硫酸" → 实际pH接近中性
• 误区2："天然海盐成分" → 工业合成品，无天然功效
• 营销宣称："头皮微循环促进" (注：无任何临床研究支持)

7. 总结与展望

核心价值总结

• 不可替代性：SLES体系最具成本效益的增稠方案
• 安全性：在淋洗产品中具有良好安全记录
• 局限性：驻留类产品应用受限，功效性弱

未来趋势

• 替代技术：生物基增稠剂（如纤维素衍生物）的开发
• 精准应用：微胶囊化缓释技术减少氨气释放
• 可持续性：副产物硫酸铵的回收利用提升注：当前回收率<35%，存在提升空间

研究空白

亟需深入研究：

• 长期低浓度氨暴露对头皮屏障的影响
• 与N-亚硝胺形成风险的关联性评估
• 在仿生脂质体中的传输机制