계면활성제의 종류

계면활성제는 나열하기 힘들 정도로 종류도 많고 사용 범위도 대단히 넓은 화학물질입니다. 식품, 화장품, 약, 세제, 샴푸, 치약에 이르기까지 우리가 마주치는 수많은 생활용품에 계면활성제가 포함되어 습니다. 뉴스에서는 농약에 포함된 계면활성제가 사람을 죽이는 직접적인 원인이라고 보도가 있었고, 석유계 계면활성제(sls)가 탈모를 유발하고 주요 장기에 오랜 시간 축척하면서 암을 유발한다고 하여 계면활성제에 대한 관심이 높아졌습니다. 이번에는 계면활성제는 무엇이며, 어디에 사용되고 있는지 알아보겠습니다. 

                                           

계면활성제란, 계면활성제는 물과 친화성을 가지고 있는 부분과 기름과 친화성을 갖는 부분을 함께 가지고 있는 물질입니다. 물과 기름을 잘 섞이게 하기위해 기름을 물에 투명하게 녹이기고 오염물질을 제거하기위해 고체 입자를 물에 고르게 풀어주기 위해서 등 여러 용도로 사용됩니다. 흔히 알려진 클렌징 폼이나 클렌징오일, 비누, 샴푸, 세제, 치약 등 세정용도 이외에도 린스, 트리트먼트, 로션, 크림, 화장수 등 생활에 밀접한 다양한 제품에 사용되는 물질입니다.

 

물에 녹였을 때의 친수기(화합물 분자 내에서 물 분자에 친화성을 나타내는 원자단, 아미노기 등) 상태를 크게 나누어 음이온 계면활성제, 양이온계면활성제, 양성계면활성제, 비이온계면활성제로 나눕니다. 생성과정을 토대로는 생계면활성제, 천연계면활성제, 합성계면활성제 세 가지로 나눕니다. 피부는 천연 피부 보호막을 가지고 있어 외부자극물질이나 침투를 막아주고 피부안쪽의 적절한 수분을 유지하는데 도움을 줍니다. 그러나 계면활성제의 유화성, 세정성 등이 과도할 경우 천연피부 보호막이 파괴 될 수 있어 가벼운 자극으로도 쉽게 피부염이 발생되면 특히 젖은상태의 피부는 유해물질에 쉽게 영향받는 상태가 되어 추가적인 유해가능성은 더욱높아집니다. 흔히 사용하는 합성계면활성제는 석유에서 추출된 것으로 저렴하고 강한 세정력이나 부드러운 발림성 등 효과가 높아 널리 사용되었습니다. 합성계면활성제에 의한 피부 천연보호막의 손상으로 피부건조증, 잔주름 등 피부노화반응 및 심장, 간, 폐 등 주요 장기에 축척, 세포손상, 면역저하, 발암 등 독성가능성 이 제기되면서 부정적 인식이 형성되었습니다.

 

하나. 음이온성 계면활성제 물속에서 친수기가 마이너스전기를 띠는 것으로 친수기 부분에 나트륨염, 칼륨염, 트리에탄올아민염 등의 가용성 염들이 사용되고 친유기 부분에는 알킬기와 이소프로필기가 아미드결합, 에스테르결합, 에테르결합 등의 구조로 이루어져 있습니다. 주로 비누, 바디 또는 안면세정제에 사용됩니다. 유지와 야자유 같은 천연유지를 수산화나트륨으로 분해해 제조됩니다. 비누는 물에 녹으면 알칼리성이 되면서 기름때를 빼는 효능이 세지면서 생분해성이 좋은 것이 특징입니다. 하지만 저온일 경우 잘 녹지 않고 칼슘이나 마그네슘, 철분을 많이 함유된 연수에서는 금속비누가 생겨 세정력이 떨어지면서 얼룩의 원인이 되는 것이 결점입니다.

둘. 양이온성 계면활성제 알킬 제4차 암모늄염의 구조로 일반적으로 빨래용으로 사용되는 세제보다는 린스나 유연제로 사용됩니다. 화장품에 많이 이용되며 유연효과 및 대전방지 효과가 있어 주로 헤어케어 제품에 적용됩니다. 섬유를 폭신폭신한 탄력성을 가지도록 사용되고 살균소독으로도 사용됩니다.

셋. 양성계면활성제 원자상태에서는 전기를 가지지 않지만 물속에서 전기를 띠는 것을 이온이라고 부릅니다. 수용액이 산성인 경우는 양이온, 알칼리성인 경우는 음이온을 띱니다. 위의 두 이온성 계면활성제에 비해 피부 자극 및 독성이 낮으며 세정제, 기포제 등의 목적으로 사용됩니다.

넷. 비이온성 계면활성제 전기를 가지지 않은 형태입니다. 산이나 알칼리의 영향을 잘 받지 않으며, 연수 영향을 잘 받지 않습니다. 비이온 계면활성제가 화장품에 많이 활용됩니다. 그 이유는 다양한 오일 및 왁스에 적용이 가능하여서 쉽게 수중유형, 유중수형 형태의 에멀젼을 만들 수 있기 때문입니다. 또한 에멀젼 형성시 약산성, 알칼리, 전해질, PH, 약리 물질 등에 대한 영향을 비교적 적게 받습니다. 에멀전이 형성된 후 성상 및 외관이 장기간 일정하게 유지되며, 이온성 계면활성제에 비해 피부 자극이 적습니다. 이 비이온 계면활성제 중에서도 에멀젼 형태, 가용화제로서의 사용여부, 광택도, 퍼짐성, 불투명도의 정도, 세정력, 두께감, 다름 유성 기제와의 사용성 등으로 로션이나 크림의 종류와 형태에 따라 선택을 해서 사용하게 됩니다.

하나, 생계면활성제 자연에서 얻는 성분 그대로입니다. 콩의 대두레시틴, 계란노른자의 난항레시틴, 인삼의 사포닌 등이 있으며 기포력은 풍부하나 침투력이나 분사력이 미비하다는 특징이 있습니다. 안전하게 사용할 수 있다는 장점이 있습니다 .

둘, 천연계면활성제 천연유지, 식물성유지, 동물성유지를 원료로 추출한 계면활성제입니다. 화장품 제조에 많이 이용되며, 대표적인 것이 비누의 주성분인 지방소다입니다. 또한 야자유에서 만드는 모노글리세라이드와 올리브유에서 만드는 tween-80과 같은 비이온계면활성제, 야자유와 호박산으로 만들어진 디소듐라우레스설포석시네이트가 있습니다. 점도를 높이는 계면활성제로 인체에 축척되지 않는다고 합니다. 데실글루코사이드는 옥수수 전분에서 추출한 글루코스와 코코넛 등의 식물성 오일에서 추출한 계면활성제 입니다.

셋, 합성계면활성제 가장 대표적인 화학적 계면활성제인 소듐라우레스설페이트 (SLES) 소듐라우릴설페이트(SLS)입니다. 이두가지 성분은 체내에 쉽게 흡수되고 심장이나 간, 뇌 등에 일정량이 5일정도 축적이 된다고 하고 이러한 현상이 반복되어지면 암이나 만성 질병이 걸릴수 있다고 합니다. 그리고 또 세정효과가 뛰어나 지방막을 녹이게 되는데 이러한 이유에서 피부가 건조해지고 예민해지는 원인이 된다고 알려져 있습니다. 혈액에도 침입해 혈관을 통해 몸 전체로 확산되어 갈수 있습니다. 즉 식기에 남아있는 세제, 의류에 남아있는 세제, 탈취제 등이 몸으로 침입 가능해지게 됩니다. 이로서 단백질을 파괴하고 몸으로 흡수되면 간에서도 분해되지 않으며 간세포를 파괴해 간 기능 장애와 암을 유발하는 원인이 되기도 합니다. SLS는 풍부한 거품형성과 탁월한 세척력을 발휘하는데 지나친 세정력으로 모발의 케라틴 이라는 단백질을 녹여 머리카락이 가늘어지는 원인이 되기도 하며 피부에 남은 잔류물로 인해 모근력을 약화시켜 탈모의 주요원인 으로 지목되기도 합니다. 이외에도 암모늄라우레스설페이트, 암모늄라우릴설페이트, 소듐라우릴설페이트, 소듐라우레스설페이트, 소듐코코암포아세테이트, 코카마이드엠이에이 등이 있습니다.