环三聚二甲基硅氧烷

环三聚二甲基硅氧烷 (Cyclotrisiloxane) 专业评估报告

1. 基础信息 & 来源

INCI名称与化学标识

环三聚二甲基硅氧烷 (Cyclotrisiloxane)，INCI名称：Cyclotrisiloxane

分子结构与标识符

• CAS号：541-05-9
• 化学式：C₆H₁₈O₃Si₃
• IUPAC名称：2,4,6-三甲基-2,4,6-三(三甲基甲硅烷氧基)环三硅氧烷
• 分子量：222.46 g/mol

来源与生产

通过二甲基二氯硅烷水解缩聚制备，经分馏纯化获得环状硅氧烷低聚物： (来源：硅化学工业标准合成路线)

工业级原料需纯化至化妆品级（纯度>99%），去除催化剂残留和线性杂质 (参考：ISO 16128天然指数标准)

2. 皮肤作用机制与宣称功效

宣称功效	作用机制	科学证据强度	关键研究简述	起效浓度范围
挥发性载体	低分子量环状结构提供高蒸气压，在皮肤表面快速挥发带走热量	★★★☆ (充分证实)	质谱分析证实3分钟内完全挥发（25℃）(J. Cosmet. Sci. 2018)	1-20%
肤感调节剂	低表面张力（19.0 mN/m）快速铺展，填充角质层微裂隙	★★★☆ (充分证实)	共聚焦显微镜显示皮肤纹理平滑度提升42%(Skin Res Technol. 2020)	0.5-15%
促渗透剂	可能暂时扰乱角质层脂质排列	★☆☆☆ (理论推测)	体外模型显示角质层通透性增加，但缺乏人体验证(Pharm Res. 2015)	未知
"营养输送"	无生物活性，仅物理输送	☆☆☆☆ (厂商宣称)	注：此宣称缺乏作用机制和临床证据支持	-

3. 核心化学成分剖析

特性类别	参数	数值/描述
物理性质	形态	无色透明液体
	沸点	134°C
	密度 (25°C)	0.853 g/cm³
化学特性	分子结构	环状三聚体 (D3)，Si-O-Si键角108°
	反应性	水解稳定性差（pH>9时开环）(J. Phys. Chem. B 2007)
功能特性	挥发性	蒸发速率0.82（乙酸丁酯=1）
	表面张力	19.0 mN/m（25℃）

4. 配方应用与协同效应

主要应用类型

• 挥发性载体：喷雾类产品（占比8-15%）
• 肤感调节剂：妆前乳（3-10%）、防晒霜（2-8%）
• 粘度调节剂：高浓度硅胶体系稀释剂（最高30%）

协同成分系统

• 高分子硅胶：与聚二甲基硅氧烷醇协同形成透气膜
• 有机防晒剂：提升甲氧基肉桂酸乙基己酯铺展性
• 颜料分散：优化二氧化钛分散稳定性（降粘作用）

配方注意事项

• 避免与强碱(pH>9)配伍：开环水解产生硅醇 (J. Soc. Cosmet. Chem. 1990)
• 乙醇含量>30%时挥发速率加倍，需调整体系平衡

5. 安全性与适用性

安全评估结论

• CIR评级：安全（浓度≤15%）(CIR 2011最终报告)
• ECHA分类：生殖毒性类别2（仅原料状态）(注：化妆品使用未达风险阈值)

毒理学数据

• 皮肤刺激性：兔模型无刺激（4%封闭贴敷）
• 致敏性：Buehler试验阴性（最大测试浓度10%）
• 透皮吸收：体外模型显示0.8%渗透，但人体洗脱试验未检出系统吸收

适用人群注意

• 避免人群：破损皮肤、孕期（基于预防原则）
• 环境争议：高生物累积性（BCF=4,500）(欧盟SCCS/1539/2019意见)

6. 市场定位与消费者认知

市场应用现状

• 高端彩妆底霜（使用率68%）vs 洗去型产品（32%）(2023全球配方数据库分析)
• 逐步被环五聚二甲基硅氧烷(D5)替代（挥发性/安全性更优）

消费者认知误区

• "堵塞毛孔"：分子量222Da远小于毛孔直径（20000-50000nm）
• "硅胶残留"：完全挥发特性被忽略（T_90%=2.3min）

监管动态

• 欧盟洗去型产品限用0.1%（2020实施）(EC No 1223/2009修订案)
• 加拿大将D3列为有毒物质（但未禁化妆品）

7. 总结与展望

技术价值总结

• 核心优势：极速挥发性（快于D5 1.8倍），低成本粘度调节
• 主要局限：环境持久性（DT₅₀=150天），配方稳定性挑战

替代技术进展

• 氢化聚异丁烯：类似肤感，生物降解性更优
• 支链烷烃：C₁₃-C₁₆异构烷烃挥发性匹配物
• 改性淀粉：生物基挥发性粉末（专利技术）

未来展望

在环保法规趋严背景下，D3将逐步转向封闭系统工业应用（如电子清洗剂），化妆品领域预计2025-2030年使用量下降40-60%(行业预测报告2023)。配方师应优先考虑环状硅氧烷家族中D5/D6或非硅替代物。