牙膏（Toothpaste）的成分

牙膏（Toothpaste）的成分
國立台中第一高級中學三年級詹志洋∕國立台中第一高級中學化學科薛朋雨老師修改∕國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

牙膏是日常生活中用來清潔口腔的清潔劑。常見的牙膏原料中主要含有研磨劑、清潔劑（界面活性劑），以及保濕劑、膠黏劑、香料和保護牙齒的藥效成分等。除了以上成分組成的普通牙膏之外，市面上也有加入氟化物的含氟牙膏。本文將一一介紹牙膏中的各成分。

研磨劑（Abrasive），又稱摩擦劑，在牙膏中的含量最多，約25~60 ％。研磨劑可以加強牙膏的摩擦能力，去除牙齒表面的結石以及牙菌斑，以預防牙周疾病。由於較早使用的硫酸鈣（Calcium phosphate）、氧化鋁（Alumina）等化合物容易產生沉澱，目前市面上牙膏大多以磷酸鈣（Calcium Phosphate，Ca3（PO4）2為主要的摩擦劑，但在加氟牙膏中，磷酸鈣會解離出少量鈣離子，並且和氟離子生成氟化鈣（CaF2）沉澱，影響氟化物牙膏性能，故含氟牙膏中的摩擦劑多用不與氟離子反應的偏磷酸鈉（Sodium Metaphosphate）取代。

清潔劑也就是陰離子界面活性劑（Sodium lauryl sulfate，SLS），在牙膏中的含量約為2％，具有降低水的表面張力的作用；與肥皂分子的去汙原理完全相同，能夠鬆懈牙面沉積物並乳化牙垢。此外，界面活性劑也能夠在刷牙時產生泡沫，便於清潔牙面。最早是以肥皂作為清潔劑原料，但由於具有刺激性，現在常用的是十二醇硫酸鈉、脂肪酸硫酸鈉等。這類清潔劑除了有較好的潔淨作用外，還有殺菌作用，並且與摩擦劑有較好的相容性。

膠黏劑的作用是穩定膏體和避免水分揮發的物質，通過擴散、膨脹和吸水而開成黏性液體，使牙膏的固體和液體保持均質性。目前常用的膠黏劑是梭甲基纖維素鈉、鎂鋁矽酸鹽複合膠體等。另外為防止牙膏的硬化，常加入水、甘油（glycerine，又稱丙三醇）、己六醇、丙二醇等作為保濕劑。

抗敏感牙膏則是添加了氯化鍶（Strontium chloride，SrCl2），填補牙面上的小裂縫，以避免神經暴露在冷、熱等刺激之下。也有添加檸檬酸鉀（Potassium citrate）、硝酸鉀（Potassium nitrate）等，防堵神經細胞間的傳導，以降低敏感性牙齒的刺痛感。

含氟牙膏則是添加了氟磷酸鈉（Sodium monofluorophosphate，MFP，Na2FPO3），能夠在水溶液中解離出氟離子。牙齒琺瑯質的成分主要為磷灰石（Apatite，Calcium hygroxyphosphate，Ca5（PO4）3OH），在飲食後，尤其是含醣類的飲食後，齒面上的牙菌斑會產生酸（H+），並與磷灰石產生反應：
Ca5(PO4)3OH(s) + H+(aq) → Ca5(PO4)3+(aq) + H2O(l)
這也就是蛀牙的過程中，牙齒受到腐蝕的原因。唾液中的鹼（OH-）能讓反應逆向發生。而含氟牙膏中的氟離子也能夠與受損的牙齒反應：
Ca5(PO4)3+(aq) + F-(aq) → Ca5(PO4)3F(s)
所產生的氟磷酸鈣抵抗酸的能力比磷灰石要好，故含氟牙膏能夠有效預防蛀牙。

參考資料：
1. http://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_monofluorophosphate
2. http://www.toothpasteworld.com/