凡士林（Vaseline），又名礦脂，是一種烷系烴或飽和烴類的半液態混合物，由石油分餾后制得。其狀態在常溫時介于固體及液體之間，因不同用途而有棕、黃、白三種顏色。
凡士林由一位名為羅伯特·切森堡的科學家于1859年開始研究，并于1870年命名為“Vaseline”（凡士林）。根據凡士林的用途，可以將其分為四種類型，包括普通 凡士林、工業凡士林、醫藥用凡士林。常用的凡士林生產及其精制方法有酸-白土法、白土吸附法、三氯化鋁法和加氫法四種工藝，其中加氫法是凡士林生產的發展方向。
凡士林的用途多種多樣，廣泛應用于化妝品、醫藥及工業等領域，因此成為了許多人必備的產品。凡士林具有出色的保濕性能，它可以在皮膚表面形成一層保護膜，因此能有效地封住水分，從而保持皮膚濕潤。它可以用于皮膚保濕護理，特別適用于治療干燥和龜裂的皮膚，如嘴唇、肘部和手部，還可用于預防嬰兒的尿布疹。在急救方面，凡士林可作為輕微劃傷、擦傷和燒傷的保護屏障，有助于促進自然愈合過程并減少感染的風險。此外，其也可以作為儀器和工具等的潤滑劑以及容器的密封劑。
主要成分
凡士林別名為黃色石油脂，主要原料是從原油經過常壓和減壓蒸餾后留下的渣油中脫出的蠟膏，同時還需按照稠度要求摻入不同量高、中黏度潤滑油，并通過不同精制深度后制成一系列產品。它在皮膚表面形成一層屏障，封住水分，保護皮膚免受風和寒冷等外部因素的影響。它的化學式是CnH2n+2（n＞25）。以聯合利華公司生產的凡士林產品為例，凡士林主要含有石蠟、丙三醇、硬脂酸、烷烴軟脂酸、單硬脂酸甘油酯、聚乙二醇硬脂酸酯[zhǐ]、礦物油、二甲基硅氧烷[wán]、甘油硬脂酸酯、苯氧乙醇、癸基醇、甲基對羥基苯甲酸甲酯、丙烯酸酯/C10-30烷基丙烯酸酯交聯聚合物、三乙醇胺、丙基對羥基苯甲酸酯、二乙二胺四乙酸、十六烷酰胺氨、香雪松醇、二羥乙基三甲基氯化銨和羥乙基尿素[niào]等。
理化性質
物理性質
凡士林通常是半透明或不透明的、白色或淡黃色的半固體物質，具有光滑和油膩的質地。它具有非常微弱或中性的氣味，基本上是無味的。凡士林的熔點相對較低，通常在30°C到35°C（86°F到95°F）之間，使其在皮膚上變軟并容易涂抹。其與皮膚接觸有滑膩感，呈現出拉絲性，涂抹在玻璃板上時不易滑落。其密度可以根據具體配方而異，但通常比水密度低。此外，凡士林在乙醚中微溶，在乙醇或水中幾乎不溶，但可溶于許多有機溶劑，如礦物油、苯和三氯甲烷。
化學性質
凡士林主要由多環芳香烴以及各種長鏈烴組成，碳和氫是其主要元素，不含水分，因此在防潮方面非常有效。凡士林在正常條件下穩定性出色，具備良好的光安定性，不會發生顯著的化學反應，也不會氧化或變質，因此壽命長。它通常表現出惰性，不與大多數化學物質或材料發生反應，這使得它在皮膚上和各種工業應用中可以安全使用。此外，凡士林具備卓越的潤滑性能，通常用于降低移動部件之間的摩擦，例如鏈和齒輪。其疏水性質使其極具防水性，非常有效地抵御水分，這在保護和滋潤皮膚以及防止金屬表面生銹方面非常有用。凡士林還具備封閉性能，能夠在皮膚表面形成一道屏障，防止水分流失，有助于維持皮膚的水潤狀態，因此常被廣泛用于各種護膚產品中。
相關歷史
凡士林首次在19世紀中葉被發現。1859年，一位年輕的化學家羅伯特·切斯伯勒（Robert Chesebrough）前往美國賓夕法尼亞州的蒂圖斯維爾油田。在那里，他觀察到工人們用一種黏稠的物質來處理他們的劃傷和燒傷，被稱為“桿蠟”或“桿油脂”，對灼傷和割傷有一定止痛治療的效能。切斯伯勒認識到了這種物質的潛力，并開始進行實驗。切斯伯勒致力于精煉這種物質，去除雜質，使其適用于各種應用。
1870年，切斯伯勒獲得了這種產品的專利，并將其命名為“凡士林”。“凡士林”這個名稱來源于德語單詞“wasser”（水）和希臘單詞“elaion”（橄欖油），意味著這是一種類似水的物質。
切斯伯勒將凡士林應用于化妝品生產、大型機械保養、醫藥生產、疾病治療等多個方面。
分類
普通凡士林
普通凡士林分為普通白凡士林和普通黃凡士林，適用于配制各種油膏和做深色橡膠制品軟化劑。
工業凡士林
工業凡士林是一種固體烴基潤滑脂，主要用于金屬制品的保護，也可以在溫度不高于45℃且負荷不大的條件下用作減摩潤滑脂。它適用于金屬物品、金屬零件以及機械的防腐蝕和減摩潤滑。凡士林（礦脂）在潤滑和橡膠、樹脂配方中使用時，通常只需過濾精煉，不需要經過酸處理，也不應混合石蠟。其熔點應在46℃至54℃之間。作為橡膠柔順劑的O級礦脂是一種比重為0.84的淺黃色無味半固體物質，熔點在46℃至48℃之間。生產工業凡士林主要采用氯化鋁和酸-白土法精制，國家標準中對普通工業用凡士林只提出了外觀、顏色、滴點、酸值、水分及機械雜質等幾項指標要求。
醫用凡士林
中國凡士林產品主要集中于醫藥用凡士林領域，包含醫藥白凡士林和醫藥黃凡士林兩大類，二者分別呈現白色、淺黃至淡黃色。此外，醫藥黃凡士林可應用于獸醫領域，作為醫用凡士林的替代應用。醫用凡士林是一種均勻的軟膏狀物質，具有一定的延展性，質地非常柔軟，且無異味。醫藥用凡士林主要用于配制藥膏、皮膚防護膏和化妝品原料，也可用作醫療器械、精密儀器的防銹潤滑材料。中國主要采用加氫精制法生產醫藥級凡士林。相比于其他用途的凡士林，醫藥用凡士林要求更加嚴格，國家標準對醫藥用增加了含油量、紫外吸光度、異性有機物、錐化度等物化指標，尤其是對于致癌物含量的控制，使得醫藥凡士林的內在質量得到了明顯提高。
應用領域
化妝品用途
保濕化妝品
作為一種局部應用的產品，凡士林被廣泛用于舒緩皮膚干燥癥狀。它的保濕機制是通過在角質層表面形成一層具有封閉性的油膜來實現的，減少了皮膚表面水分的蒸發，從而保持皮膚濕潤。因此，凡士林在許多護膚配方中得到廣泛應用。特別是在中國北方這樣相對濕度較低的地區，皮膚容易失去水分，一般的保濕劑往往難以提供足夠的保濕效果。凡士林作為一種可靠的保濕和滋潤劑，非常有效地減輕了皮膚干燥問題，有效地防止了皮膚水分的流失，提高了皮膚的濕潤度，因此它在保濕方面表現出色。然而，對于正常皮膚無干燥緊繃感時，無需頻繁使用凡士林，可根據需求選擇其他膚感更佳的保濕產品。
防曬化妝品
凡士林在防曬產品中的主要作用是提供皮膚保護而非作為防曬成分。在美國，超過30%的防曬產品中含有凡士林成分，它能夠有效地保護皮膚免受傷害，減少日照性皮炎的形成。不論是在日曬前還是日曬后使用凡士林，都有助于降低皮膚腫瘤的風險。這主要是因為凡士林具備保溫作用。
醫藥用途
醫用潤滑劑
在耳科手術中，醫用凡士林作為潤滑劑發揮著關鍵作用。由于耳前或耳后手術切口通常靠近發際線，散落的頭發可能對消毒效果、手術操作和手術感染產生不良影響。因此，在手術前將醫用凡士林涂抹在散亂的頭發上，并朝后梳理以使頭發服帖。醫用凡士林來源廣泛，雜質較少，能夠有效地定型頭發，使其緊密服貼，不易松散。此外，使用它操作簡便，節省時間，因此在術前皮膚準備時得到廣泛應用。
醫用軟膏
醫用凡士林具備維護皮膚正常生理功能的特性，通常被認為無毒、無刺激性，并具備適度的黏稠度，可滋潤皮膚。其低廉的價格、低刺激性、易于涂抹，以及廣泛的藥源使其成為保護小兒腹瀉患者肛周皮膚的理想選擇。將醫用凡士林軟膏涂抹于受侵蝕的肛周皮膚表面，可形成具有封閉性的保護膜，通過隔離皮膚與糞便的直接接觸發揮屏障作用，從而降低糞便對皮膚的刺激。此外，在腳、大腿等易摩擦部位涂抹凡士林，可形成保護性屏障，有助于預防因摩擦引發的水皰。
醫用紗布
醫用凡士林紗布是一種常見的傷口敷料，由浸有白凡士林的吸水紗布組成。它具有優異的抗粘連性能，可以減少更換敷料時的創傷，因此常用于臨床上各種類型的傷口治療。醫用凡士林紗布可用于鼻出血和鼻腔手術后，還可以作為痔瘡切除手術及其他手術的出血填塞。然而，醫用凡士林紗布由于缺乏抗菌活性，限制了其臨床應用。
工業用途
工業潤滑劑
在工業生產中，一些儀器和工具，例如離心機、離心轉臺、生物解剖器等，通常需要凡士林作為潤滑劑。此外，一些設備如電源、電阻箱等會因長時間暴露在空氣中而發生氧化和生銹。若將薄薄的凡士林涂抹均勻在容易生銹的部位上，可以有效地隔離金屬零件與空氣的接觸，使儀器和工具更加靈活且耐用。
工業密封劑
在實驗室中，通常使用小型細口瓶來制備液態化學試劑。如果這些容器的密封性不佳，會導致試劑的浪費，同時還可能嚴重污染實驗室環境。在涂抹凡士林后，它能夠提供有效的密封，而且這種密封效果能夠持續相當長的時間。這有助于確保試劑不會不必要地揮發或泄漏，并維護實驗室的清潔和安全。
制備與質量標準
凡士林的生產
酸-白土法
酸-白土法工藝將硫酸（濃度≥富馬酸氫鈉）以大約60%的原料比例與石油蠟膏原料混合加入反應釜中，在保持反應溫度為70℃的條件下進行反應。隨后，酸渣被分離出來，采用酒精稀釋來進一步去除酸渣。接下來，經過酸處理的油料被置于另一個白土精制罐中，在大約140℃的溫度下與白土一起脫色，然后通過過濾來獲得產品。雖然通過這種方法精制的白凡士林在多環芳烴含量等多個指標上達到了醫藥級水平，但該方法存在著低收率、高成本以及不符合環保要求的問題，因此受到限制。
白土吸附法
白土吸附法采用白土作為吸附劑，用于去除多重組分中的酸性和色素成分。然而，這種方法的效果有限，無法生產出高附加值的醫藥凡士林和化妝品級凡士林，因此在工業上應用程度不高。
三氯化鋁法
三氯化鋁法是對酸-白土法改進過后得到的凡士林制備方法，也是國內外工業生產凡士林的主要方法。其工藝是經過原料脫水處理后，將其與三氯化鋁在反應釜中反應，反應溫度控制在130℃至140℃之間。隨后，油料通過與堿液中和沉淀、去渣以及白土脫色，最后過濾得產物。該方法制得的凡士林與酸-白土法制得的凡士林相比，產率更高但質量略差。同時三氯化鋁法制備的凡士林在色澤、透明度及稠環化合物含量上都與加氫法制備的凡士林有較大的差距。
加氫法
加氫法制凡士林是一項新興的制備凡士林的工藝，該方法能夠有效去除凡士林原料中的硫、氮、氧雜環化合物，并將原料中的芳香烴轉化為烷烴。通常以10、20或30MPa的較低液時空速條件下進行該反應，將原料中的無用成分轉化為有用的成分，因此產品產率可接近100%。此外，通過這種方法制得的產品，無論是外觀（如顏色和透明度）還是多環芳烴含量都符合醫藥級凡士林的要求。在生產過程中，廢氣中只會產生少量的有害氣體（例如H2S和NH3等）。因此，這種方法已成為國內醫藥級凡士林生產的主流技術。
凡士林生產質量標準
錐入度
取適量本品，在溫度85°C±2℃下熔化，使用錐入度測定法測量，錐入度應在130到230單位之間。
酸堿度
取35.0克本品，放入250毫升燒杯中，加入100毫升水，加熱至微沸，攪拌5分鐘，然后靜置冷卻。分取水層，加入1滴phenolphthalein指示液，應保持無色；接著再加入0.10毫升甲基橙指示液，不應出現粉紅色。
顏色
取10.0克本品，放入燒杯中，在水浴上加熱至熔化，然后轉移到比色管中，與同體積的對照液（取比色用氯化鈷液2.0毫升與比色用重鉻酸鉀液6.0毫升，加水至10毫升制成）進行比較，顏色不應加深。
雜質吸光度
取適量本品，加入三甲基正戊烷并稀釋，以制備每1毫升中約含0.50毫克的溶液。使用紫外-可見分光光度法，在290納米波長處測定，吸光度不應超過0.50。
硫化物
取本品 3 .0克，依法檢査，應符合硫化物含量規定(0.00017 % ) 。
有機酸
取20.0克本品，加入中性稀乙醇100毫升中，攪拌并加熱至沸騰，然后加入1毫升phenolphthalein指示液和0.40毫升0.1摩爾/升氫氧化鈉滴定液。在強力攪拌下，應出現紅色。
異性有機物與熾灼殘渣
取2.0克本品，用明火加熱，不應有辛辣氣味；然后再加熱至完全燃燒，殘留物不得超過1毫克（0.05%）。
黏度
取3.0克干燥的本品，加入3.0克氯化鉀，混合均勻后，加入294毫升水。在25攝氏度下，每分鐘800轉的連續攪拌持續2小時，然后依照法定程序進行測定。使用NDJ-1型旋轉式黏度計，配備3號轉子，在25攝氏度時，動力黏度應不低于0.6帕秒。
安全事宜
毒性
凡士林本身不具有較強的毒性，它通常是相對安全的物質。然而，工業用凡士林的制備過程中可能含有較多對人體毒性較大的多環芳香烴以及重金屬物質，這些物質可能對健康造成潛在風險。因此，在處理或使用工業凡士林時，應格外小心，盡量避免直接接觸，采取必要的安全措施以降低潛在的危險。
環境危害
傳統凡士林的生產過程中使用大量硫酸，導致大量酸渣排放，具有強酸性，未經妥善處理和處置，可能對土壤和水源造成污染，影響生態系統平衡。此外，凡士林的制備和提純可能涉及重金屬鹽和多環芳香烴，如鉛、汞、鎘等，對環境和生物體具有毒性，未被有效去除或處理時，可能進入土壤和水體，威脅生態系統和人類健康。因此，減少凡士林生產對環境的不良影響需要降低廢物排放、加強廢物處理和回收，提高資源利用效率，并發展更環保的生產技術，以減少有害物質的產生和排放。
參考資料 >
凡士林.https://www.chemicalbook.com/.2023-09-21
The Crude History of Mabel’s Eyelashes.https://aoghs.org/.2023-09-21
Vaseline Petroleum Jelly.www.medibuddy.in.2023-09-22
Improvement in products from petroleum.patents.google.com.2023-09-21