Shampoo ist ein Produkt, das im täglichen Leben verwendet wird, um Schmutz von Kopfhaut und Haar zu entfernen und Kopfhaut und Haar sauber zu halten. Die Hauptbestandteile von Shampoo sind Tenside (sogenannte Tenside), Verdickungsmittel, Pflegespülungen, Konservierungsmittel usw. Der wichtigste Bestandteil sind Tenside. Zu den Funktionen von Tensiden gehören nicht nur Reinigung, Schaumbildung, Kontrolle des rheologischen Verhaltens und Hautmilde, sondern sie spielen auch eine Schlüsselrolle bei der kationischen Flockung. Da sich das kationische Polymer auf dem Haar ablagern kann, ist der Prozess eng mit der Oberflächenaktivität verbunden, und die Oberflächenaktivität unterstützt auch die Ablagerung anderer nützlicher Komponenten (wie Silikonemulsion, Antischuppenwirkstoffe). Eine Änderung des Tensidsystems oder des Elektrolytspiegels löst immer eine Kettenreaktion von pflegenden Polymereffekten im Shampoo aus.
1.SLES-Tabellenaktivität
SLS hat eine gute feuchtigkeitsspendende Wirkung, kann reichhaltigen Schaum erzeugen und neigt dazu, Schaumbildung zu verursachen. Es interagiert jedoch stark mit Proteinen und ist äußerst hautreizend, weshalb es selten als primäres Oberflächenaktivitätsmittel verwendet wird. Der aktuelle Hauptwirkstoff von Shampoos ist SLES. Die Adsorptionswirkung von SLES auf Haut und Haar ist deutlich geringer als die von entsprechendem SLS. SLES-Produkte mit einem höheren Ethoxylierungsgrad haben tatsächlich keine Adsorptionswirkung. Darüber hinaus ist der Schaum von SLES gut stabil und sehr widerstandsfähig gegen hartes Wasser. Die Haut, insbesondere die Schleimhäute, verträgt SLES deutlich besser als SLS. Natriumlaurethsulfat und Ammoniumlaurethsulfat sind die beiden am häufigsten verwendeten SLES-Tenside auf dem Markt. Untersuchungen von Long Zhike und anderen haben ergeben, dass Laurethsulfatamin eine höhere Schaumviskosität, gute Schaumstabilität, ein moderates Schaumvolumen, gute Reinigungskraft und weicheres Haar nach dem Waschen aufweist. Laurethsulfatammoniumsalz hingegen dissoziiert unter alkalischen Bedingungen. Daher wird Natriumlaurethsulfat, das einen größeren pH-Bereich erfordert, häufiger verwendet. Es ist jedoch auch reizender als Ammoniumsalze. Die Anzahl der SLES-Ethoxyeinheiten liegt üblicherweise zwischen 1 und 5 Einheiten. Die Zugabe von Ethoxygruppen verringert die kritische Mizellkonzentration (CMC) von Sulfat-Tensiden. Die stärkste Abnahme der CMC tritt nach Zugabe von nur einer Ethoxygruppe auf, während die Abnahme nach Zugabe von 2 bis 4 Ethoxygruppen viel geringer ist. Mit zunehmender Anzahl von Ethoxyeinheiten verbessert sich die Hautverträglichkeit von AES, und bei SLES mit etwa 10 Ethoxyeinheiten werden fast keine Hautreizungen beobachtet. Die Einführung von Ethoxygruppen erhöht jedoch die Löslichkeit des Tensids, was den Viskositätsaufbau behindert. Daher muss ein Gleichgewicht gefunden werden. Viele handelsübliche Shampoos verwenden SLES mit durchschnittlich 1 bis 3 Ethoxyeinheiten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass SLES in Shampoo-Formulierungen kostengünstig ist. Es bietet nicht nur reichhaltigen Schaum, ist sehr widerstandsfähig gegen hartes Wasser, lässt sich leicht verdicken und weist eine schnelle kationische Flockung auf, sodass es in aktuellen Shampoos nach wie vor das gängigste Tensid ist.
2. Aminosäure-Tenside
Da SLES Dioxan enthält, sind die Verbraucher in den letzten Jahren auf mildere Tensidsysteme umgestiegen, beispielsweise auf Aminosäure-Tensidsysteme, Alkylglycosid-Tensidsysteme usw.
Aminosäure-Tenside werden hauptsächlich in Acylglutamat, N-Acylsarcosinat, N-Methylacyltaurat usw. unterteilt.
2.1 Acylglutamat
Acylglutamate werden in Mononatriumsalze und Dinatriumsalze unterteilt. Die wässrige Lösung von Mononatriumsalzen ist sauer, und die wässrige Lösung von Dinatriumsalzen ist alkalisch. Das Acylglutamat-Tensidsystem weist ein angemessenes Schaumvermögen sowie Befeuchtungs- und Wascheigenschaften auf und ist gegenüber SLES besser oder ähnlich beständig. Es ist sehr sicher, verursacht keine akute Hautreizung oder -sensibilisierung und weist eine geringe Phototoxizität auf. Die einmalige Reizung der Augenschleimhaut ist gering, und die Reizung verletzter Haut (Massenanteil 5 % Lösung) kommt der von Wasser nahe. Das repräsentativere Acylglutamat ist Dinatriumcocoylglutamat. Dinatriumcocoylglutamat wird nach Acylchlorid aus äußerst sicherer natürlicher Kokosnusssäure und Glutaminsäure hergestellt. Li Qiang et al. In „Forschung zur Anwendung von Dinatriumcocoylglutamat in silikonfreien Shampoos“ wurde festgestellt, dass die Zugabe von Dinatriumcocoylglutamat zum SLES-System die Schaumbildung des Systems verbessern und SLES-ähnliche Symptome sowie Reizungen durch das Shampoo reduzieren kann. Bei Verdünnungen mit dem 10-, 20-, 30- und 50-fachen hatte Dinatriumcocoylglutamat keinen Einfluss auf Geschwindigkeit und Intensität der Flockung des Systems. Bei Verdünnungen mit dem 70- oder 100-fachen ist die Flockung zwar besser, die Verdickung jedoch schwieriger. Der Grund dafür ist, dass das Dinatriumcocoylglutamatmolekül zwei Carboxylgruppen enthält und die hydrophile Kopfgruppe an der Grenzfläche abgefangen wird. Die größere Fläche führt zu einem kleineren kritischen Packungsparameter, und das Tensid aggregiert leicht zu einer Kugelform, wodurch die Bildung wurmartiger Mizellen und damit die Verdickung erschwert wird.
2.2 N-Acylsarcosinat
N-Acylsarcosinat hat eine benetzende Wirkung im neutralen bis schwach sauren Bereich, ist stark schäumend und stabilisierend und weist eine hohe Toleranz gegenüber hartem Wasser und Elektrolyten auf. Das repräsentativste davon ist Natriumlauroylsarcosinat. Natriumlauroylsarcosinat hat eine ausgezeichnete Reinigungswirkung. Es ist ein anionisches Tensid vom Aminosäuretyp, das aus natürlichen Quellen von Laurinsäure und Natriumsarcosinat durch eine vierstufige Reaktion aus Phthalisierung, Kondensation, Ansäuerung und Salzbildung hergestellt wird. Die Leistung von Natriumlauroylsarcosinat in Bezug auf Schaumleistung, Schaumvolumen und Entschäumungsleistung kommt der von Natriumlaurethsulfat nahe. In dem Shampoosystem mit demselben kationischen Polymer bestehen jedoch deutliche Unterschiede in den Flockungskurven der beiden. In der Schaum- und Reibphase weist das Shampoo mit dem Aminosäuresystem eine geringere Reibglätte auf als das Sulfatsystem. Beim Spülen ist nicht nur die Glätte beim Spülen etwas geringer, sondern auch die Spülgeschwindigkeit des Aminosäureshampoos geringer als die des Sulfatshampoos. Wang Kuan et al. fanden heraus, dass das Verbindungssystem aus Natriumlauroylsarcosinat und nichtionischen, anionischen und zwitterionischen Tensiden. Durch Ändern von Parametern wie Tensiddosierung und -verhältnis wurde festgestellt, dass bei binären Verbindungssystemen eine kleine Menge Alkylglycoside eine synergistische Verdickung erzielen kann; während bei ternären Verbindungssystemen das Verhältnis einen großen Einfluss auf die Viskosität des Systems hat. Unter diesen kann die Kombination von Natriumlauroylsarcosinat, Cocamidopropylbetain und Alkylglycosiden bessere selbstverdickende Effekte erzielen. Aminosäure-Tensidsysteme können von dieser Art von Verdickungsschema lernen.
2.3 N-Methylacyltaurin
Die physikalischen und chemischen Eigenschaften von N-Methylacyltaurat ähneln denen von Natriumalkylsulfat bei gleicher Kettenlänge. Es besitzt außerdem gute Schaumeigenschaften und wird kaum durch pH-Wert und Wasserhärte beeinflusst. Es besitzt gute Schaumeigenschaften im schwach sauren Bereich, sogar in hartem Wasser, und ist daher vielseitiger einsetzbar als Alkylsulfate. Es reizt die Haut weniger als N-Natriumlauroylglutamat und Natriumlaurylphosphat. Es ist ein wenig reizendes, mildes Tensid, das SLES sehr nahe kommt oder sogar weit unter seinem Wert liegt. Natriummethylcocoyltaurat ist ein repräsentativeres Tensid. Natriummethylcocoyltaurat entsteht durch Kondensation von natürlich gewonnenen Fettsäuren und Natriummethyltaurat. Es ist ein allgemeines Aminosäuretensid mit reichhaltigem Schaum und guter Schaumstabilität. Es wird grundsätzlich nicht durch pH-Wert und Wasserhärte beeinflusst. Natriummethylcocoyltaurat hat eine synergistische Verdickungswirkung mit amphoteren Tensiden, insbesondere mit amphoteren Tensiden vom Betain-Typ. Zheng Xiaomei et al. untersuchten in ihrer „Studie zur Anwendungsleistung von vier Aminosäuretensiden in Shampoos“ Natriumcocoylglutamat, Natriumcocoylalanat, Natriumlauroylsarcosinat und Natriumlauroylaspartat. Die Anwendungsleistung in Shampoos wurde in einer Vergleichsstudie untersucht. Anhand von Natriumlaurethsulfat (SLES) wurden Schaumbildung, Reinigungskraft, Verdickungsleistung und Flockungsleistung untersucht. Experimente zeigten, dass Natriumcocoylalanin und Natriumlauroylsarcosinat eine etwas bessere Schaumbildung als SLES aufweisen. Die Reinigungskraft der vier Aminosäuretenside unterscheidet sich kaum und ist allesamt etwas besser als SLES. Die Verdickungsleistung ist im Allgemeinen geringer als bei SLES. Durch Zugabe eines Verdickungsmittels zur Anpassung der Viskosität des Systems lässt sich die Viskosität des Natriumcocoylalanin-Systems auf 1500 Pa·s erhöhen, während die Viskosität der anderen drei Aminosäuresysteme immer noch unter 1000 Pa·s liegt. Die Flockungskurven der vier Aminosäuretenside sind sanfter als die von SLES, was darauf hindeutet, dass das Aminosäureshampoo langsamer ausgespült wird, während das Sulfatsystem etwas schneller ausgespült wird. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Sie beim Verdicken der Aminosäureshampoo-Formel die Zugabe nichtionischer Tenside in Betracht ziehen können, um die Mizellenkonzentration zwecks Verdickung zu erhöhen. Sie können auch Polymerverdicker wie PEG-120-Methylglucosedioleat hinzufügen. Außerdem ist die Einarbeitung geeigneter kationischer Conditioner zur Verbesserung der Kämmbarkeit bei dieser Art von Formulierung immer noch schwierig.
3. Nichtionische Alkylglycosid-Tenside
Neben Aminosäuretensiden haben in den letzten Jahren nichtionische Alkylglycosidtenside (APGs) aufgrund ihrer geringen Reizung, Umweltfreundlichkeit und guten Hautverträglichkeit große Aufmerksamkeit erregt. In Kombination mit Tensiden wie Fettalkoholpolyethersulfaten (SLES) verringern nichtionische APGs die elektrostatische Abstoßung der anionischen Gruppen von SLES und bilden so große Mizellen mit stäbchenförmiger Struktur. Solche Mizellen dringen weniger leicht in die Haut ein. Dies verringert die Wechselwirkung mit Hautproteinen und die daraus resultierende Reizung. Fu Yanling et al. fanden heraus, dass SLES als anionisches Tensid verwendet wurde, Cocamidopropylbetain und Natriumlauroamphoacetat als zwitterionische Tenside und Decylglucosid und Cocoylglucosid als nichtionische Tenside. Bei den Wirkstoffen zeigten Tests, dass anionische Tenside die besten Schaumeigenschaften hatten, gefolgt von zwitterionischen Tensiden, und APGs die schlechtesten. Shampoos mit anionischen Tensiden als hauptsächlichen oberflächenaktiven Stoffen weisen eine deutliche Ausflockung auf, während zwitterionische Tenside und APGs die schlechtesten Schaumeigenschaften aufweisen. Es trat keine Ausflockung auf; in Bezug auf Ausspülen und Kämmbarkeit im nassen Haar ist die Reihenfolge von gut bis schlecht: APGs > Anionen > Zwitterionen, während die Kämmbarkeit im trockenen Haar von Shampoos mit Anionen und Zwitterionen als hauptsächlichen Tensiden gleichwertig ist. Das Shampoo mit APGs als hauptsächlichem Tensid weist die schlechtesten Kämmbarkeitseigenschaften auf; der Chorioallantoismembrantest mit Hühnerembryos zeigt, dass das Shampoo mit APGs als hauptsächlichem Tensid am mildesten ist, während das Shampoo mit Anionen und Zwitterionen als hauptsächlichen Tensiden am mildesten ist. APGs haben einen niedrigen CMC und sind sehr wirksame Reinigungsmittel für Haut und Talglipide. Daher wirken APGs als hauptsächliches Tensid und neigen dazu, das Haar ausgetrocknet und ausgelaugt erscheinen zu lassen. Obwohl sie sanft zur Haut sind, können sie auch Lipide extrahieren und die Trockenheit der Haut verstärken. Daher muss bei der Verwendung von APGs als Haupttensid darauf geachtet werden, inwieweit sie Hautlipide entfernen. Um Schuppen vorzubeugen, können der Formel geeignete Feuchtigkeitsspender zugesetzt werden. Bei Trockenheit empfiehlt der Autor, es auch als ölkontrollierendes Shampoo zu verwenden (nur als Referenz).
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Oberflächenaktivität von Shampoos derzeit noch hauptsächlich von anionischen Tensiden bestimmt wird, die sich grundsätzlich in zwei Hauptsysteme unterteilen lassen. Erstens wird SLES mit zwitterionischen oder nichtionischen Tensiden kombiniert, um die Reizwirkung zu verringern. Dieses Formelsystem erzeugt reichhaltigen Schaum, lässt sich leicht verdicken, verfügt über eine schnelle Flockung von kationischen und Silikonöl-Conditionern und ist kostengünstig, sodass es nach wie vor das gängigste Tensidsystem auf dem Markt ist. Zweitens werden anionische Aminosäuresalze mit zwitterionischen Tensiden kombiniert, um die Schaumbildung zu verbessern, was ein wichtiger Punkt in der Marktentwicklung ist. Diese Art von Formelprodukt ist mild und erzeugt reichhaltigen Schaum. Da die Formel des Aminosäuresalzsystems jedoch langsam flockt und ausgespült wird, trocknet das Haar bei Verwendung dieses Produkttyps relativ stark aus. Nichtionische APGs haben sich aufgrund ihrer guten Hautverträglichkeit zu einer neuen Richtung in der Shampooentwicklung entwickelt. Die Schwierigkeit bei der Entwicklung dieser Art von Formel besteht darin, wirksamere Tenside zu finden, um die Schaumfülle zu erhöhen, und geeignete Feuchtigkeitsspender hinzuzufügen, um die Auswirkungen der APGs auf die Kopfhaut zu mildern. Trockene Bedingungen.
Veröffentlichungszeit: 21. Dezember 2023