（一）头发的结构
在我们了解染发之前，先了解一下头发的基本结构。头发主要是由角蛋白和黑色素组成的细丝，与皮肤和指甲中发现的蛋白质相同。头发的天然颜色取决于两种黑色素即真黑素和棕黑素的比例和数量。真黑素(Eumelanin)负责棕色至黑色的头发色调，而棕黑素(Phaeomelanin)负责头发的金色，姜色和红色。任何一种黑色素的缺乏都会产生白色/灰色头发。头发位于皮肤的斜管中，称为毛囊。毛干是未固定在毛囊上的毛发的一部分，其大部分暴露在皮肤表面。固定在毛囊中的其余毛发位于皮肤表面下方，称为毛根。
头发的生长始于毛球，它的基底细胞产生角质形成细胞。随着毛球的基底细胞分裂将细胞向外推入毛根和毛干形成了毛发的生长。当细胞被推到皮肤表面形成外部可见的毛干时，完成角化。毛干是死去的细胞组织，由角蛋白组成。因此，我们的毛干没有感觉，没有DNA，只有带毛根的底部有少量活细胞。(也就是说法医在犯罪现场收集到头发，如果没有毛囊是无法进行DNA检测的）
大多数头发由三层组成:角质层(cuticle),皮层(cortex)和发髓(medulla)。
角质层(cuticle):
角质层是头发的外保护层，由死去的角质细胞也就角蛋白组成。这些细胞彼此重叠像屋顶上的瓦片一样排列，并且是半透明的，允许皮质中的黑色素(颜色色素蛋白)透过。
当鳞片平放时，头发看起来会更光滑，更健康，反之亦然。当它们被抬起时，你的头发会粗糙。
皮层(cortex):
头发纹理(直的，卷曲的)由皮质的形状和结构决定，而卷曲的程度由发髓决定。皮层位于角质层和发髓之间，它含有所有天然(和非天然)色素，赋予头发颜色。
皮质中的天然色素被称为“黑色素”，这也是皮肤的颜色。
发髓(medulla)
发髓是松散排列的细胞和空气，它是头发的核心。它在像眉毛这样的粗毛中最为突出，但在中等厚度的毛发中较窄，而在头皮及其他细的毛发中不存在。
（二）染发剂中含哪些化学物质?
市面上存在的染发剂分为三种：植物染发剂、含氨染发剂和不含氨染发剂。
1。植物染发剂：是最健康的一种，它不含人工化学物质，只作用在头发的最外层，也就是作用在表皮毛鳞层而使头发颜色改变，不破坏头发的基础结构，因此对头发的损害不大。但同时，颜色维持的时间短，且易掉色。
另外两种染发剂的着色原理相似。都是先通过氧化剂打开毛鳞层，使之露出一个个小孔，使着色剂和氧化剂同时进入皮质层。皮质层原本就是色素附着的地方，现在化学物质进入之后，氧化剂使原本的黑色素褪色，使头发颜色变浅，这也就是我们通常说的“漂色”，接着，着色剂和氧化剂通过化学反应，产生新的颜色附着在皮质层，就形成了我们想要染的颜色。
2.含氨染发剂：含氨染发剂中的“氨”，其主要作用是加快毛鳞层的打开，也就是我们在染发过程中闻到的刺鼻的味道，需要注意的是，氨对人体来说是有毒的。而不含氨染发剂则是通过酸碱度打开毛鳞层，因此对头发的损伤较小。
染发后的护养一般会涂抹大量的护发素，护发素在这里的作用就是通过关闭毛鳞层之前被打开的小孔，而使头发恢复柔顺，但这并不能完全恢复，因此，如果染烫过多的话，头发就会变得干枯毛躁。
3.不含氨染发剂；其中最危险的成分是着色剂中的一些化学物质，例如：对苯二胺、氨基苯酚、间苯二酚、氢醌等，这些物质可让人过敏，甚至会致癌。它们的全部性质还没有被完全探索，但它们正是染色的主要物质，因此不能缺少。
4其他有害物质：
染发剂还可能含有铅，水银（汞）,砷，过氧化氢、过硼酸钠和过氧化氢脲，表面活性剂、溶剂，一些色素，重金属盐。
等有害物质。
根据染发剂是否发生分子结构的变化，染发产品分为氧化型和非氧化型两类：
1、氧化型染发剂是染发市场中的主要产品，有效成分为胺类或酚类化合物，染发后基本不褪色，效果最好。
它主要由氧化型染料前体、偶联剂、氧化剂和基质组成，多数都是合成的小分子化合物。
其中染料前体主要包括对苯二胺、对氨基苯酚、甲基苯二胺等及其异构体和衍生物；偶联剂主要有间苯二酚、氯化间苯二酚、甲基间苯二酚等及其同系物和衍生物；氧化剂通常为过氧化氢、过硼酸钠和过氧化氢脲等；基质通常包括表面活性剂、溶剂等。
2、非氧化型染发剂就是一些色素，也有重金属盐。
从染发的原料看，非氧化型的染发染色很难持久，国内外的生产企业都没有在我国申报过非氧化型染发产品，因此市场上所谓纯天然的染发产品是没有的，宣称天然产品的，都是合成的氧化型染发剂。
（三）化学染发剂是如何发挥作用的?
A、永久型(Permanent)染发剂
任何持续时间超过12次洗发水洗涤的染发剂，着色过程中主要有两种化学成分:过氧化氢和氨。
过氧化氢:也称为显影剂或氧化剂，通常有双重作用，可以氧化前体染色分子，制成完整的染料，同时氧化消除头发的自然色彩，也称为漂白。过氧化氢通过破坏头发中的化学键，释放出硫，这就是染发时闻到的特殊气味。过氧化氢的含量越多，从头发中除去硫的量也越多。硫的损失会导致头发变硬并变轻。这就是为什么，对于大多数染发剂，过氧化氢含量一般为30%或更低。
氨:是将前体染料输送到皮质的载体，它使环境变成碱性，用于打开角质层并使头发颜色渗透到头发的皮质中还有助于漂白过程。氨的常见的替代乙醇胺(MEA)。
下面介绍一下染发的过程头发发生了哪些变化:
1.打开角质层-染发剂为了进入毛干，它必须通过头发的自然保护:角质层。通过抬起重叠的角质层鳞片，使染料中的化学物质进入皮层。这通常是使用碱性化学品氨来完成的。这种化学物质提升了头发的pH值，这样，角质层就会松弛并抬起。然后，我们就可以继续前进到第二步。
2.漂白头发-为了帮助新颜色更突出，过氧化氢用于漂白头发。过氧化氢与头发中的有色黑色素化学物质反应，并将其转化为无色化学物质并为新分子腾出空间。有时，针对较深的头发漂白和染色需要分开进行。
化妆品化学家NiKitaWilson说:“这就是过氧化氢进入的地方，它可以分解你的天然头发颜料。过氧化物在头发上非常干燥，这会导致头发受损。角质层被抬起，天然的色素被破坏，所以你的头发应该像稻草一样。“
3.添加染料前体-小的前体分子，小到足以渗透到你的发干中，通过开放的角质层中的空隙浸入皮层。
4.使前体反应形成染料-前体分子在过氧化氢和氨的帮助下相互反应产生更大的分子(称为聚合物)。这些聚合物非常大，不能从头发中洗掉。这就是染料如何粘在你的头发上的!
5.关闭角质层-染色后表皮闭合，通常用酸性护发素。在打开/关闭过程中会发生一些损坏。
因此，你会发现这些成分被存储为两个独立的组。氨和染料组分可以在实际染色之前制成和储存在一起，但是过氧化氢不能与它们一起储存。它必须保持分开，直到染色之前。
B、部分永久型(Demi-Permanent)染发剂
这种染发产品，使用跟永久型染发剂相同的工艺来获得所需的头发颜色。然而，过氧化氢的量很少1-2%(永久性染发剂3-4.5%)用于漂白，同时染料分子比永久型染发剂更小。因此，您无法使用此过程来获得比自然颜色淡很多的色彩，头发中的天然黑色素与新颜色共存，每根毛干的发色强度也不一样。而且，因为使用很少的氨和乙醇胺或甚至根本不使用，所以毛干的角质层被轻轻地打开并且染发剂不会深深地穿透角质层。因此，部分永久型染发剂对头发造成损害更小，但它的染料分子较小，每次洗发染料分子都会流失，只能持续12-24次洗发水洗涤。
C、半永久型(Semi-Permanent)染发剂
半永久型(Semi-Permanent)染发剂的染料分子比部分永久型(Demi-Permanent)染发剂的都要大。一般情况下，半永久型(Semi-Permanent)染发剂不使用氨和过氧化氢。半永久性染发剂不会打开角质层渗透到头发内部，也不会对头发进行漂白，而是将染料沉积在头发的外面。换句话说，头发涂有半永久性染发剂。
因此，这个过程对头发的损害要小得多。然而，半永久性的头发颜色仅持续6-12次洗发水洗涤，仅用于增强自然发色，不改变头发颜色。半永久性头发颜色产品通常最不可能引起过敏反应。
D、临时型(Temporary)
临时型染发剂使用与半永久性相同的技术，这意味着它们是覆盖在头发上并且不含过氧化氢，氨或乙醇胺，对头发没有损害。然而，他们只持续1-2次洗发水洗涤，它们无法淡化自然颜色。
（四）染发剂的危害化学染发剂的5大危害：
市场上的染发剂大多数都含有多种苯胺类、酚类有毒物质，例如对苯二胺、铅等等，对人体存在严重的安全隐患。染发剂对染发者容易造成以下5大危害：
1、皮肤过敏反应：过敏是染发剂最为常见的危害症状。轻微的头皮发痒、鼻腔和眼睛有肿胀感、皮肤溃烂、红肿、流脓水、湿疹等等。严重的会引起哮喘、鼻炎、慢性支气管炎等。
2、诱发各种癌症：染发剂中有9种成分属于致癌物质。当致癌物质进入人体后，随血液循环系统分布在全身并蓄积在血液和淋巴液中。当体内蓄积量超过1%时，就会引起细胞突变，从而导致贫血、铅中毒、皮肤癌、乳腺癌、膀胱癌、肾癌、白血病、淋巴癌等多种疾病。
3、损伤头发：染发剂的强氧化剂具有很强的腐蚀性。染发时更会影响头发中水分失衡，和大量蛋白质的变性和减少等。从而导致头发变脆，纤维断裂，失去自然的柔软、韧性和光泽的美感。染发次数越多，损伤也越严重。
4、导致头发脱落：染发剂的急、慢性刺激会引起头皮和毛囊的炎症反应，久了会引起毛囊的萎缩，头发由粗变细，最后脱落。
5、损伤肝、肾功能：很多染发剂中还含有铅、银等有毒物质，其含量是家用油漆、颜料的5—10倍。一旦进入肝肾和脑髓，就会破坏这些器官的功能，引起各种疾病。
染发剂的危害是不容忽视的。医学发现已经为染发敲响了警钟，可以说染发除了给人精神的安慰外，对身体只有危害而无一利。因此，尽量不要染发。
（五）预防染发的潜在危害应注意几点：
1、尽量减少染发的次数。一年染发最好不要超过两次。
2、选择好的染发剂。选择植物性质的染发剂，可以减少对头皮的刺激。
3、染发时不要将染发剂涂在头皮上，以免对头皮及毛囊造成损伤。染发时可以从距发根1cm处开始染。
4、在头皮有炎症和损伤时不要染发，受损皮肤能增加染发剂的吸收。
5、对特异体质的人，再安全的染发剂对他（她）也可能是有潜在危害的，定期检查健康是必要的。
6、经常染发还是会对头皮和头发造成损伤，可以使用“再出发”毛囊营养露进行保养。
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