STS 教學模組之開發設計與研究
『保養聖品-乳霜』
林東充
洪志明
* 國 立 臺 灣 師 範 大 學 化學 系【設計理念】
本 模 組 設 計 ， 基 於 STS 科 學 教 育 理 念 ， 由 與 學生 切 身 相 關 或 學 生 感 興 趣的 議 題 為 主 要 內容 ， 透 過 各 種 活 動 培 養 學生 多 元 能 力 。 本 模 組 內容 以 「 乳 霜 」 為 主 題 ， 主要 的 科 學 概 念則 著 重 在 乳 霜 有 關 的 化 學知 識 部 分 。 乳 霜是 一 般 人 常 見 甚 至 是 必 備的 東 西 ， 但 對 於 關 於 乳 霜 的 科 學 概 念 所 知 不 多 ， 期 望 學生 能 藉 此 模 組 的 一 系 列 活動 ， 學 到 相 關概 念 與 知 能 。 * 為 本 文 通 訊 作 者 乳 霜 活 動 一 市 場 大 調 查 活 動 二 挑 戰 你 的 大 腦 身 家 大 調 查活 動 三 活 動 四 界 面 傳 奇 活 動 五 動 手 做 乳 霜 活 動 六 分 類 時 間 活 動 前 讓 學 生 對 家 長 做 問 卷 調 查 ， 藉 由 和 家 長 之 間 的 互 動 ， 引 起 學 習 動 機 。 讓 學 生 觀 賞 廣 告 後 ， 引 起 學 習 興 趣 ， 並 進 行 聯 想 活 動 ， 培 養 擴 散 思 考 的 能 力 。 經 由 實 際 觀 察 市 面 上 乳 霜 成 品，培 養 學 生 觀 察 、 做 歸 納 、 統 整 資 料 的 能 力 。 藉 由 簡 易 小 實 驗 的 活 動，先 讓 學 生 瞭 解 乳 霜 製 作 過 程 中 相 關 科 學 概 念 。 使 用 化 妝 品 中 較 安 全 的 原 料 藉 著 動 手 做 乳 霜 的 活 動 過 程 ， 使 科 學 與 生 活 作 結 合 。 透 過 小 組 討 論，瞭 解 乳 霜 和 藥 品 的 差 異 及 分 類 依 據 。【課程設計架構圖】
【相關科學知識概念圖】
【 時 間】 六 節 課 【 授 課 方式 】 以 分 組 方 式 進 行 ， 各組 人 數 約 6 人 【 適 用 年級 】8～9 年 級◎模組活動內容(學生手冊)
活 動 一 ： 市 場 大 調 查
（ 可 對 爸 爸 或 媽 媽 作 調 查 喔） 1. 對 象 ： 2. 受 訪 者 基 本 資 料 ： 一 、 年 齡 ： 二 、 性 別 ： 3. 訪 問 的 內 容 ： 一 、 家 裡 的 保 養 品 共 有 幾 種 ： 二 、 為 何 選 擇 此 種 保 養 品 ： 三 、 對 於 保 養 品 的 成 分 的 了 解 ： 四 、 你 認 為 愈 貴 的 愈 好 嗎 ： 4. 採 訪 後 心 得 ：活動二： 挑戰你 的大腦
（ 廣 告 欣賞 ） 欣 賞 完 一 系 列 的 廣 告 後 ， 試 著 回 想 是 不 是 媽 媽 的 梳 妝 台 上 ， 也 有 許 多 瓶 瓶 罐 罐 的 皮 膚 保 養 品 ， 而 且 似 乎 少 不 了 各 式 各 樣 的乳霜。 例 如 ：美 白 、 防 曬 、 滋 潤 、 隔 離的 ， 真是多到讓人眼花撩亂呢 ！ 『人們為什麼要用乳霜呢 ？』『乳霜的 功 能 是 什 麼 ？ 』 現 在 各 組 組 內 討 論 一 下 ， 把每人想到的通通寫下來 ，愈多愈好喔！ 乳 霜 分 類 原 料 表 面 張 力 用 途 界 面 活 性 劑 原 理 應 用 原 理 化 妝 品 藥 品 必 需 性 油 脂 親 油 性 界 面 活 性 劑 例 子 親 水 性 界 面 活 性 劑 賦 予 延 展 性 如 何 消 除PS： 記 得 補 上 其 他組 的 看 法 喔 ！！
活動三： 身家大 調查
化 妝 品 的 質 量 特 性 決 定 於 消 費 者 對 產 品 的 滿 意度 ， 於 市 場 上 銷 售 時 不 可或 缺 的 是 產 品 的安 全 性 、 穩 定 性 、 有 用 性和 使 用 性 ， 分述 如 下 ： 1. 安 全 性 ： 需 考 慮 產 品 在 使 用 時 對 皮 膚 不 具 有 刺 激 性 、過 敏 性 ， 不 慎 食 入 時 需無 毒 性 ， 包 裝外 觀 無 破 損 且 無 異 物 混 入。 2. 穩 定 性 ： 購 買 時 無變 色 、 變 臭 、 變 質 且 使 用時 不 易變 質 或 受微 生 物 污 染 。 3. 有 用 性 ： 具 有 特 定的 特 殊 功 效 ， 如 具 有 保 濕效 果 、 防 曬效 果 、 抗 老 化 效 果 、 清 潔效 果 等 。 4. 使 用 性 ： 應 考 慮 到使 用 感 ， 包 含 與 皮 膚 的 融合 度 、 柔 軟性 、 保 濕 性 ； 易 使 用 性 ，包 含 形 狀 、大 小 、 重 量 、 功 能 性 和 方便 攜 帶 ； 嗜好 性 ， 包 含 產 品 的 香 味 、顏 色 和外 觀 設 計等 。★現在請就市場上常見的四種乳
霜，仔細觀察並做紀錄：
乳 霜 的 名 稱 乳 霜 的 外 觀 乳 霜 的 觸 感 乳 霜 的 用 途 標 示 的 成 分 (重 複 的 ) 觀 察 過 以上 四 種 乳 霜 後 ， 是 不 是 覺得 乳 霜 的 種 類真 是 五 花 八 門 呢 ？ 究 竟 乳霜 有 哪 些 種 類 ？有 哪 些 不 同 的 用 途 與 特 性呢 ？ 又 有 哪 些 相似 之 處 呢 ？ 讓 我 們 一 起 找出 答 案 吧 ！ 每 個 人 按 照 自 己 號 碼 所 分 配 到 的 題 目 ， 回 家 蒐 集 資 料 ^^（ 要 上 台 講 給 同 學 聽 的 喔 、 不 用太 多 ， 可 從 網 路 、 書 本 、任 何 地 方 找 ） 1. 表 面 張 力 的 原 理 （ 第 一 組 ） 2. 生 活 中 或 大 自 然 中 表 面 張 力 的 實 際 應 用 或 例 子 （ 第 二 組 ） 3. 乳 化 的 原 理 、 何 謂 乳 化 劑 （ 第 三 組 ） 4. 何 謂 界 面 活 性 劑 （ 第 四 組 ） 5. 生 活 中 有 哪 些 乳 化 劑 (界 面 活 性 劑 ) （ 第 五 組 ） ★ 這 是 我 找 的 資 料 大 概 內 容 ： … ★ 我 要 考 考 同 學 有 沒 有 注 意 聽 （ 我 要 出 的 題 目 ）： … ★ 各 種 乳 霜 不 同 的 地 方 ： ★ 又 有 哪 些 相 似 之 處 ： 其 他 組 的 報 告我們這組的報告
活動四： 表面張 力之界 面傳奇
（實驗 1）：
通 常 鐵 製 的 物 品 放 在 水 裡 應 該 會 沈 下 去 ， 不 過 只要 用 一 點 小 技 巧 ， 就 可 以讓 它 飄 浮 在 水面 上 了 ！ 一 、 活 動 目 的 認 識 表 面張 力 二 、 活 動 器 材 燒 杯 一 個 、 衛 生 紙 數 張 、 迴 紋 針 數 支 、 鐵 釘數 支 、 滴 管 一 支 三 、 步 驟 1. 取 一 洗 淨之 燒 杯 ， 加 水 至 八 分 滿 。 2. 將 迴 紋 針置 於 衛 生 紙 上 3. 慢 慢 地 將衛 生 紙 平 放 於 水 面 上，使 之浮 於 水 上，不久 之 後 浸 濕 的 衛 生 紙 開始 下 沈 ， 迴 紋針 出 現 什 麼 結 果 ？ （ 試 試 看 身 邊 的 物 品 ， 是 否 也 都 可 成 功 ， 成 功 越 多 個 代 表 你 技 術 愈 好 喔 ） 4. 在 迴 紋 針附 近 滴 入 一 滴 肥 皂 水，看 看會 有 什 麼 變化 ？ 四 、 問 題 與 討 論 1. “ 迴 紋 針” 是 鐵 製 的 物 品，卻 不 會 沈入 水 中，為 什麼 會 這 樣 ？ 自 然 界 是 否也 見 過 類 似 現象 ？ __________________________________ __________________________________ 2. 仔 細 觀 察 ，迴 紋 針 與 水 的 接 觸 面 有什 麼 特 殊 之 處？ 【 試 著 畫 看 看 】 3. 試 試 看 本組 的 技 術，用 類 似 方 法 讓身 邊 東 西 也 可以 浮 在 水 面 上 ？ ___________________________________ _________________________________ 4. 在 迴 紋 針附 近 滴 一 滴 肥 皂 水，迴 紋 針會 什 麼 現 象？ 為 什 麼 【 進 階 題 】 ___________________________________ _________________________________（實驗 2）：
乳 霜 摸 起 來 油 油 滑 滑 的 ， 抹 到 臉 上 或 皮 膚 上 只 是類 似 塗 了 一 層 油 脂 ， 感 覺上 應 該 極 度 不 舒 服 ， 為 什 麼 市 面 上 販 售 的 乳 霜 ， 反 而標 榜 有 滋 潤 、 美 容 功 能 呢？ ★ 成 分 中 是不 是 有 什 麼 獨 家 秘 方 呢 ？讓 我 們 從 下 面的 實 驗 猜 猜 ？ 一 、 活 動 目 的 利 用 常 見的 油 、 水 乳 化 過 程 讓 學 生瞭 解 界 面 活性 劑 在 乳 霜 中 扮 演 的 角 色。 二 、 藥 品 與 器 材 藥 品 器 材 自 來 水 燒 杯 100mL x 5 沙 拉 油 沙 拉 脫 （ 清 潔 劑 ） 三 、 步 驟 1. 燒 杯 裝 一些 自 來 水，再 將 沙 拉 油 倒在 水 面 上，觀 察發 生 什 麼 現 象 ？ 將 你 觀察 到 的 情 形，畫 在 下 面【 攪 拌 後 是 不 是也 一 樣 呢 ？ 】2. 將 沙 拉 脫（ 清 潔 劑）倒 入 第 一 杯 的混 合 液 中，觀 察發 生 什 麼 現 象 ？ 將 你 觀察 到 的 情 形 ，畫 在 下 面 【 攪 拌 前 】 【 攪 拌 後 】 四 、 問 題 與 討 論 1. 為 什 麼 自來 水 和 沙 拉 油 中 間 有 一 層明 顯 的 分 界線 呢 ， 你 怎 麼 解 釋 ？ _________________________________ _________________________________ 2. 你 認 為 沙拉 脫 在 這 個 實 驗 中 扮 演 什麼 角 色 ？ _________________________________ _________________________________ 3. 你 覺 得 乳化 的 原 理 是 什 麼 ？ _________________________________ _________________________________ 4. 日 常 生 活中 還 有 哪 些 界 面 活 性 劑 ？ _________________________________ _________________________________ 5. 乳 霜 摸 起來 油 油 滑 滑 的，抹 到 臉 上或 皮 膚 上 只 是類 似 塗 了 一 層 油 脂，感 覺 上 應 該 極 度 不舒 服，為 什 麼 市 面 上 販 售的 乳 霜，反 而 標 榜有 滋 潤、美 容 功 能 呢？【 試 著 想 想 和實 驗 的 關 聯 】（ 進 階 題 ） _________________________________ _________________________________
活動五： 動手作 乳霜
化 妝 品 日新 月 異 ， 其 原 料 更 是 多 元 化，從 傳 統的 動 植 物 油 脂、人 工 合 成物 質、 生 化 科 技的 應 用 到 天 然 植 物 萃 取 成分 ， 包 羅 萬 象 ，除 了 前 一 個 活 動 提 到 的 界面 活 性 劑 ， 一 個完 整 的 配 方 ， 還 需 要 有 哪些 必 要 的 基 本 成分 呢 ？ 一 、 活 動 目 的 利 用 之 前 活 動 中 所 歸 納 出 來 的 主 要 成 分 來 試 著製 備 乳 霜 ， 並 討 論 各 種 成分 之 功 能 。 二 、 藥 品 與 器 材 藥 品 硬 脂 酸 Stearic acid 羊 毛 脂 Lanolin 礦 物 油 Mineral oil 三 乙 醇 胺 Triethanol amine 器 材 燒 杯 100mL x 5 燒 杯 250mL x 1 量 筒 100 mL x 1 玻 棒 x 1 溫 度 計 x 1 陶 瓷 纖 維 網 x 2 酒 精 燈 x 2 三 、 步 驟 參 考 以 下的 表 格 重 複 做 出 4 個 樣品 ： （ 以 下 為製 作 乳 霜 五 個 主 要 成 分 ） 【 攪 拌 前 】 【 攪 拌 後 】硬 脂 酸 羊 毛 脂 礦 物 油 三 乙 醇 胺 水 樣 品 1 5g 3.5g 5 mL 1mL 20 mL 樣 品 2 5g 3.5g 5 mL - 20 mL 樣 品 3 - 3.5g 5 mL 1mL 20 mL 樣 品 4 5g 3.5g - 1mL 20 mL 樣 品 5 5g - 5 mL 1mL 20 mL (a) 將 〈 硬 脂 酸 、 羊 毛 脂 、 礦 物 油 〉 倒 入 100ml 燒 杯 裡 ， 以 酒 精 燈 配 合 陶 瓷 纖 維 網 加 熱 ， 直 到 材 料 完 全 融 化 為 止 。 【 即 呈 現可 流 動 的 液 態 】 (b) 將〈 三 乙 醇胺 和 水 〉倒 入 250 mL 燒 杯 中 ， 以 酒 精 燈 配 合 陶 瓷 纖 維 網 加 熱 。 【 約 略 沸騰 】 (c) 持 續 加 熱 使 步 驟 B 的 溶 液 溫 度。【 維 持 高 溫 】 (d) 將 步 驟 A 的 溶 液 緩 慢 加 入，並 需 要【 不 停 攪 拌】。 (e) 當 生 成 平 滑 、 均 勻 之 黏 稠 狀 態 ， 最 後 加 入 幾 滴【 香 水 】，完 成【 乳 霜 】成 品。 四 、 活 動 記 錄 以 上 的 步驟 ， 按 照 表 格 提 供 的 量 重複 作 5 次 ， 可得 到 5 種 乳 霜 ， 比 較 5 種成 品 的 異 同 處： 外 觀 （ 顏 色 、 狀 態 ） 分 層 情 況 補 充 說 明 樣 品 1 樣 品 2 樣 品 3 樣 品 4 樣 品 5 五 、 問 題 與 討 論 ： 1. 為什 麼 步 驟 A 以 【 酒 精 燈 】 加熱 時 ， 強 調 一 定要 持 續 到 材 料【 完 全 融 化 】為 止 ？
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2.為 什 麼 將 A 的 溶 液 【 硬 脂 酸 、 羊毛 脂 、 礦 物 油 的混 合 物 】緩 慢加 入 B 的 溶 液【 三 乙 醇 胺 和水 的 混 合 物 】需 維 持 在【 高 溫 】 下 進 行 反應 ？__________________________
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3. 為 什 麼 進行 反 應 時 要 不 斷 【 攪 拌】， 你 認 為 有什 麼 作 用 呢 ？__________________________
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4. 試 著 比 較樣 品 2、3、4、5（各 缺 一 種 成 分 ） 和 樣 品 1 比 較 看 看 ， 如 果 少 了其 中 一 種 成 分 ，對 於 我 們 做 出 來 的 乳 霜成 品 會 產 生 什麼 【 影 響 】 ？__________________________
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活動六： 分類時 間
【 xx 報 社 記 者 xxx 台 北 九 日 電 】 ⊙ 陳 xx 醫 師 （XX 醫 院 皮 膚 部 醫師 ） ： 『 近 來 乳霜 大 為 流 行 ， 所 以 市 面 上出 現 了 許 許多 多 標 榜 各 式 各 樣 功 能 的乳 霜 ， 五 花 八 門， 令 人 目 不 暇 給 。 但 是 ，這 麼 多 種 的 化 妝品 、 保 養 品 或 乳 霜 ， 您 知道 該 怎 麼 用 嗎 ？』問 題 肌 膚 ， 莫 病 急 亂 塗 藥 在 皮膚 科 門 診 中 ， 最 常 遇 到 的情 形 就 是 ： 許多 病 友 在 全 身 癢 得 不 得 了的 情 形 下 ， 手邊 有 什 麼 藥 膏 就 不 管 三 七二 十 一 地 胡 亂往 身 上 又 搽 又 噴 ； 也 有 不少 愛 美 人 士 買了 一 堆 保 養 品 ， 每 天 努 力往 臉 上 塗，皮 膚 問 題 卻 完全 沒 有 改 善。其 實， 小 小 的 外用 藥 膏 ， 學 問 卻 不 小 ， 有問 題 肌 膚 的 民眾 切 莫 病 急 亂 塗 藥 ！ 看 完 以 上的 報 導 ， 想 想 梳 妝 台 上 的瓶 瓶 罐 罐 保養 品 、 化 妝 品 和 藥 品 一 堆， 它 們 之 間 到 底有 什 麼 相 同 或 不 同 的 地 方呢 ？ “ 藥 品 管 理 法 ” 中 對 化 妝 品 的 定 義 是：『 為了 清 潔、美 化 身 體、增 加 魅 力、改 變 容 貌 或 者為 保 護 皮 膚 和 頭 髮 ， 而 塗抹 、 撒 布 在 身 體上 的 、 對 人 體 作 用 緩 和 的製 品 稱 為 化 妝品 』。 化 妝 品 醫 藥 品 目 的 衛 生 美 化 疾 病 的 診 斷 治 病 或 預 防 對 象 病 人 用 法 外 用 、 內 服 、 注 射 使 用 期 間 常 用 一 定 期 間 使 用 作 用 緩 和 一 定 期 間 效 果 好 對 於 上 面的 分 類 ， 妳 是 不 是 已 經 有些 基 本 概 念了 呢 ？ 現 在 請 各 組 試 著 將下 面 的 所 給 實 例用 以 上 的 規 則 作 分 類 ， 填入 下 表 ， 並 試著 解 釋 一 下 喔 ！ ！ （ 1） 染 髮 劑 （ 2） 痱 子 粉 （ 3） 口 紅 （ 4） 綠 油 精 （ 5） 藥 用 肥 皂 （ 6） 乳 液 （ 7） 髮 臘 （ 8） 青 春 痘 藥 膏 （ 9） 洗 髮 精 （ 10） 精 油 （ 11） 香 水 （ 12） 沐 浴 乳 （ 13） 生 髮 劑 化 妝 品 藥 品
◎教師參考資料
活動四： 表面張 力之界 面傳奇
（實驗 1）浮 在水面 上的迴紋 針
問 題 1： “迴 紋 針 ” 是 鐵 製 的 物 品， 卻 不 會 沈 入 水中 ， 為 什 麼 會這 樣 ？ 自 然 界 是 否也 見 過 類 似 現 象 ？ 答 案 ：任 何 液 體（ 包 括 水 ）都 具 有 一 種 使 表 面 積 收 縮 至 最 小 的 趨 勢 ， 這 種 力 量 就 叫 做 表 面 張 力 。 當 這 種 力 量 大 到 足 以 克 服 物 體 往 下 的 重 量 ， 則 物 體 就 會 浮 在 液 體 表 面 上 。 例 如 ：水 黽 在 水 的 表 面 行 走、水 面 超 過 滿 水 位 呈 弧 狀 現 象 不 溢 出 、 將 水 滴 在 蓮 葉 上 會 形 成 水 珠 狀 、 滴 管 或 水 龍 頭 滴 下 的 水 滴 會 成 圓 形 。 這 都 是 由 於 表 面 張 力 的 緣 故 。【 那 麼 水 銀 的 情 形 是 不 是 一 樣 呢 】 問 題 2： 仔細 觀 察 ， 迴 紋 針 與 水 的接 觸 面 有 什 麼 特殊 之 處 ？ 【 試 著 畫 看 看 】 答 案 ： 稍 微 陷 入 ， 卻 不 會 沈 入 水 中 。 問 題 3： 試試 看 本 組 的 技 術 ， 用 類似 方 法 讓 身 邊 東 西 也 可 以 浮 在 水 面 上 ？ 答 案 ：水 最 奇 異 的 特 性 就 是 能 利 用 表 面 張 力 承 載 一 個 密 度 與 重 量 都 比 水 大 的 物 體 。 例 如 ： 鐵 釘 或 小 刀 片 … … 等 。 老 師 的 話 ： 密 度 比 水 大 的 一 定 會 沈 入 水 中 ， 對 嗎 ?問 題 4： 在迴 紋 針 附 近 滴 一 滴 肥 皂水 ， 迴 紋 針 會 什麼 現 象 ？ 為 什 麼 【進 階 題 】 答 案 ： 水的表面張力是分子與分子之間的 吸引力造成的，如在水中加入一滴 肥皂水，原來浮在水面的針或刀片 便立刻沉下去了。這是因為肥皂的 分子混入水分子當中，使水的表面 張力減小的緣故。 老 師 的 話 ： 還有哪些東西也有類似的效果？
實驗 2 水和沙拉 油混 合實驗
問 題 1： 為什 麼 自 來 水 與 沙 拉 油 中間 有 一 層 明 顯 的 分 界 線 呢 ， 你 怎 麼 解 釋 ？ 答 案 ： 自 來 水 和 沙 拉 油 其 各 自 的 表 面 張 力 大 小 不 同 ， 所 以 無 法 互 溶 ， 而 有 明 顯 的 一 條 分 界 面 產 生 。 問 題 2： 你 認 為 沙 拉 脫 在 這 個 實 驗 中 扮 演 什 麼 角 色？ 答 案 ： 沙 拉 脫 扮 演 乳 化 劑 的 角 色 ， 即 所 謂 的 界 面 活 性 劑 ， 將 兩 互 不 相 溶 的 液 體 ， 降 低 其 表 面 張 力 ， 而 互 相 均 勻 分 散 在 另 一 液 體 中 。 問題 3：你覺得乳化的原理是什麼？ 答 案 ： 兩 種 互 不 相 溶 的 液 體 ， 混 合 時 ， 其 中 一 相 呈 現 小 滴 狀 而 分 散 在 另 一 相 中 ， 成 為 均 勻 的 互 溶 狀 態 ， 即為乳化的原 理。 問 題 4： 日常生活中還有哪些界面活性劑？ 答 案 ： 清潔用品：肥皂、洗碗精、面霜…等 問 題 5： 乳霜 摸 起 來 油 油 滑 滑 的 ，抹 到 手 上 或 皮 膚 上 只 是 類 似 塗 了 一 層 油 脂 ， 感覺 上 應 該 極 度 不 舒 服， 為 什 麼 市面 上 販 售 的 乳 霜 ，反 而 標 榜 有 滋潤 、 美 容 功 能 呢 ？ 【試 著 想 想 和實 驗 的 關 聯 】（ 進 階 題） 答 案 ： 乳 霜 有 一 部 分 的 成 分 是 親 水 性 的 ， 一 部 份 是 親 油 性 的 ， 粗 估 其 應 該 不 會 這 麼 均 勻 的 互 溶 ， 可 見 有 類 似 乳 化 劑 的 成 分 存 在 ， 而 其 作 用 使 得 兩 種 成 分 能 均 勻 互 溶 。活動五 ：動手 作乳霜
〈 藥 品 性質 〉： （1） 硬 脂 酸 （ Stearic acid） CH3(CH2)16COOH （ 正 十 八 酸 ）， 自 然 界 動 物 和 植 物 脂 肪 中 最 常 見 的 脂 肪 酸，無 色 臘 狀 固 體，不 溶 於 水，溶 於 乙 醇、乙 醚 和 氯 仿 等 非 極 性 物 質。 熔 點 70℃，沸 點 383℃（ 常 溫 下 安定 且 無 毒），用 作 潤 滑 劑，並 用 於 軟 膏、 化 妝 品 和食 品 包 裝 。 （2） 羊 毛 脂 （ Lanolin） （ 含 水 ）的 羊 毛 脂 肪。黏 稠 黃 至 灰色 的 半 固 體，有 微 臭，融 點 38~42℃（ 常 溫 下 安 定 無 毒 性 ）， 不 溶 於 水 ， 溫 度 高 時 溶 解度 增 加，能 溶 於 苯、氯 仿 、 醚 、 二 硫化 碳 等 非 極 性 物 質 。 （3） 礦 物 油 （Mineral oil） 主由石油提煉而得的一種潤滑油（常溫下安定無毒，切勿置於高溫環境）。 （4） 三 乙 醇 胺 （ Triethanol amine） N(CH2CH2OH)3（ 簡 稱 TEA）， 常 溫 下 為 液 態，微 具 有 氨 味，溶 於 氯 仿 、 水 和 乙 醇（ 水 溶 性），沸 點 335℃（ 常 溫 下 安 定 低毒 性 ）， 用 於 乾 洗 、 製 造 肥 皂、化 妝 品、家 用 清 潔 劑、織 品 處 理 和 羊 毛精 整 ， 並 用 作 抗 腐 蝕 劑 。 外 觀（ 顏 色 、 狀 態 ） 分 層 情 況 補 充 說 明 樣 品 1 乳 白 色 黏 稠 狀 無 分 層 具 極 佳 延 展 性 樣 品 2 鵝 黃 色 ＋ 乳 白 色 固 體 明 顯 分 兩 層 ， 上 層 鵝 黃 、 下 層 乳 白 含 有 少 許 水 樣 品 3 乳 白 色 但 有 點 混 濁 明 顯 分 兩 層 ， 上 層 乳 白 、 下 層 為 混 濁 液 （ 不 均 勻 ） 上 層 發 現 乳 白 色 小 油 滴 存 在 樣 品 4 乳 白 色 黏 稠 狀 無 分 層 塗 抹 皮 膚 上 延 展 性 不 佳 樣 品 5 純 白 色 偏 透 明 黏 稠 狀 無 分 層 無 羊 毛 脂 的 鵝 黃 色 問 題 1： 為 什 麼 步 驟 A 以【 酒 精 燈】加 熱 時 ，強 調 一 定 要 持 續 到 材 料 【完 全 融 化 】為 止 ？ 答 案 ： 因 為 材 料 中 的 硬 脂 酸 為 固 體 ， 其 他 則 為 黏 液 狀 ， 為 了 使 其 混 合 均 勻 ， 必 須 要 加 熱 到 材 料 完 全 融 化 為 止 。 問 題 2： 為 什 麼 將 A 的 溶 液【 硬 脂 酸、羊 毛 脂 、 礦 物 油 的 混 合 物 】 緩 慢 加 入 B 的 溶液【 三 乙 醇 胺和 水 的 混 合 物 】 需 維 持 在 【 高 溫 】 下 進 行 反 應 ？ 答 案 ： 在 高 溫 下 進 行 反 應 ， 讓 一 些 固 態 材 料 不 至 於 因 為 溫 度 降 低 而 重 新 凝 結 成 塊 狀 ， 導 致 反 應 時 不 完 全 外 ， 最 重 要 的 是 ， 高 溫 下 可 以 降 低 固 、 液 相 ( 脂 相 和 油 相 ) 之 間 的 表 面 張 力 ， 使 得 兩 者 在 反 應 時 能 夠 成 一 均 勻 相 。 問 題 3： 為 什 麼 進行 反 應 時 要 不 斷 【 攪 拌】， 你 認 為 有 什 麼 作用 呢 ？ 答 案 ： 反 應 時 不 停 攪 拌 ， 可 以 讓 材 料 均 勻 受 熱 、 材 料 均 勻 混 合 ， 而 能 反 應 完 全 。 問 題 4： 試 著 比 較樣 品 2、3、4、5（各 缺 一 種 成 分） 和 樣 品 1 看 看 ， 如果 少 了 其 中一 種 成 分 ， 對於 我 們 做 出 來 的 乳 霜 成 品 會 產 生 什 麼 影 響 ？ 答 案 ： Ⅰ. 親 水 性 的 界 面 活 性 劑 比 較 乳 霜 樣 品 1、 2 可 明 顯 發 現 相 異 處 : (1) 樣 品 分 成 兩 層 ，證 明 此 物 質 扮 演 界面 活 性 劑 的 角 色 。 (2) 上 層 為 明顯 的 鵝 黃 色 ， 下 層 呈 現 乾淨 的 透 明 狀 ， 此 結 果 說 明 了 缺 少 一 個 水 溶 性 界 面 活 性 劑 。 可 以 將 水 從 水 層 帶 入 上 層 油 脂 中 。 (3) 靜 置 一 段 時 間 後 發 現 ， 上 層 乾 燥 迅 速 ， 導 致 上 層 顏 色 （ 鵝 黃 ） 更 深 。 再 次 證 明 水 分 子 進 入 上 層 微 乎 其 微 ， 幾 分 鐘 就 蒸 發 了 。
圖 一 、 樣 品 2-缺 三 乙 醇 胺 情 形 Ⅱ. 親 油 性 的 界 面 活性 劑 比 較 乳 霜 樣 品 1、 3 可 明 顯 發 現 相 異 處 : (1) 剛 混 和溫 度 較 高 時 ， 分 層 不 明 顯 ；靜 置 一 段 時 間 後 ， 卻 漸 漸 分 成 兩 層 ， 上 層 為 鵝 黃 色 （ 淡 ）， 證 明 此 物 質 扮 演 界 面 活 性 劑 的 角 色 。 (2) 下 層 為 透明 的 水 層 ， 表 示 位 於 下 端的 水 層 沒 有 油 脂 進 入 ， 因 為 沒 有 硬 脂 酸 （ 油 溶 性 ） 存 在 ， 導 致 沒 有 物 質 攜 帶 油 脂 進 入 水 層 中 。 (3) 置 一 段 時間 後 發 現 ， 上 層 仍 然 潮 濕且 有 點 現 乳 白 色 。 說 明 了 有 一 部 份 的 水 確 實 進 入 上 層 與 油 脂 混 和 ， 再 次 證 明 三 乙 醇 胺 的 存 在 。 圖 二 、 樣 品 3-缺 硬 脂 酸 情 形 Ⅲ. 賦 予 延 展 性 比 較 乳 霜 樣 品 1、 4 明 顯 發 現 相 異 處 : (1) 雖 然 有 沒 有 加 礦 物 油 外 觀 上 差 不 多 ， 不 過 將 樣 品 4（ 缺 礦 物 油 ） 塗 在 皮 膚 上 ， 明 顯 無 法 塗 抹 均 勻 ， 且 感 覺 阻 力 稍 大 、 延 展 性 不 佳 。 (2) 將 其 塗 在載 波 片 上 ， 又 發 現 另 一 個奇 妙 的 地 方 ， 樣 品 4（ 缺 礦 物 油 ） 塗 在 載 玻 片 上 呈 現 一 薄 層 霧 狀 ， 而 其 他 有 加 礦 物 油 的 樣 品 ， 在 薄 層 霧 狀 表 面 又 富 有 一 類 似 油 狀 的 東 西 ， 閃 閃 發 光 ， 研 判 此 物 質 具 有 潤 滑 的 功 能 。 (3) 為 了 更 進 一 步 清 楚 瞭 解 此 物 質 的 存 在 ， 向 生 物 科 教 師 借 來 一 台 顯 微 鏡 觀 察 ， 發 現 表 面 確 實 覆 蓋 大 片 類 似 油 狀 發 亮 的 物 質 。 粗 估 礦 物 油 的 作 用 應 該 是 賦 予 乳 霜 延 展 性 。 圖 三 、 樣 品 1-添 加 礦 物 油 之 樣 品 Ⅳ. 提 供 必 須 性 油 脂 從 四 個 樣 品 成 分 皆 有 羊 毛 脂 ， 可 知 其 為 乳 霜 中 最 基 本 且 重 要 的 原 料 ， 因 為 他 提 供 了 必 須 性 油 脂 ， 主 要 是 因 為 羊 毛 脂 是 哺 乳 類 皮 脂 所 取 出 ， 最 接 近 人 皮 膚 的 組 成 ， 滲 透 性 及 柔 化 效 果 極 佳 ， 更 可 吸 收 比 自 己
3
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2
多 兩 倍 以 上 的 水 ， 對 皮 膚 有 保 濕 的 作 用 ， 而 本 實 驗 所 用 的 綿 羊 油 ， 即 含 有 羊 毛 脂 的 成 分 。 另 外 ， 原 料 缺 羊 毛 脂 情 形 （ 樣 品 5）： (1)沒 有 羊 毛 脂 ： 樣 品 沒 有 鵝 黃 色 。 (2)沒 有 和 水 分 層 ， 表 硬 脂 酸 （ 油 溶 性 ）、 三 乙 醇 胺 （ 水 溶 性 ） 界 面 活 性 劑 皆 可 和 水 互 溶 。 圖 四 、 樣 品 5-缺 羊 毛 脂 情 形 綜 括 以 上 ： 三 乙 醇 胺 → 親 水 性 的 界 面 活 性 劑 硬 脂 酸 → 親 油 性 的 界 面 活 性 劑 。 礦 物 油 → 賦 予 乳 霜 延 展 性 羊 毛 脂 → 提 供 必 須 性 油 脂 老 師 的 話 ： 其 實 除 了以 上 的 基 本 原 料 ， 還 有 一些 副 原 料 ： 基 本 架 構 原 料 類 型 基 劑 1.親 水 性 的 界面 活 性 劑 2.親 油 性 的 界面 活 性 劑 3.賦 予 乳 霜 延展 性 4.提 供 必 須 性油 脂 賦 型 劑 溶 化 劑 、 增 稠 劑 添 加 劑 1.防 腐 劑 2.抗 氧 化 劑 3.香 料 4.色 料
