El champú es un producto que se utiliza a diario para eliminar la suciedad del cuero cabelludo y el cabello, y mantenerlos limpios. Los principales ingredientes del champú son surfactantes (denominados surfactantes), espesantes, acondicionadores, conservantes, etc. El ingrediente más importante son los surfactantes. Las funciones de los surfactantes incluyen no solo la limpieza, la formación de espuma, el control del comportamiento reológico y la suavidad de la piel, sino también un papel clave en la floculación catiónica. Debido a que el polímero catiónico se puede depositar en el cabello, el proceso está estrechamente relacionado con la actividad superficial, y la actividad superficial también ayuda a la deposición de otros componentes beneficiosos (como la emulsión de silicona y los activos anticaspa). Cambiar el sistema surfactante o los niveles de electrolitos siempre provocará una reacción en cadena de los efectos del polímero acondicionador en el champú.
1. Actividad de la tabla SLES
El SLS tiene un buen efecto hidratante, puede producir espuma abundante y tiende a producir espuma instantánea. Sin embargo, tiene una fuerte interacción con las proteínas y es altamente irritante para la piel, por lo que rara vez se utiliza como el principal tensioactivo. Actualmente, el principal ingrediente activo de los champús es SLES. El efecto de adsorción del SLES en la piel y el cabello es obviamente menor que el del SLS correspondiente. Los productos SLES con un mayor grado de etoxilación en realidad no tendrán efecto de adsorción. Además, la espuma de SLES tiene buena estabilidad y fuerte resistencia al agua dura. La piel, especialmente la membrana mucosa, es mucho más tolerante al SLES que al SLS. El lauril éter sulfato de sodio y el lauril éter sulfato de amonio son los dos tensioactivos SLES más utilizados en el mercado. La investigación de Long Zhike y otros encontró que el laureth sulfato amina tiene mayor viscosidad de espuma, buena estabilidad de espuma, volumen de espuma moderado, buena detergencia y cabello más suave después del lavado, pero la sal de amonio de laureth sulfato El gas amoníaco se disocia en condiciones alcalinas, por lo que el laureth sulfato de sodio, que requiere un rango de pH más amplio, es más ampliamente usado, pero también es más irritante que las sales de amonio. El número de unidades etoxi de SLES suele estar entre 1 y 5 unidades. La adición de grupos etoxi reducirá la concentración micelar crítica (CMC) de los surfactantes de sulfato. La mayor disminución en CMC ocurre después de agregar solo un grupo etoxi, mientras que después de agregar de 2 a 4 grupos etoxi, la disminución es mucho menor. A medida que aumentan las unidades etoxi, la compatibilidad del AES con la piel mejora y casi no se observa irritación cutánea en SLES que contiene aproximadamente 10 unidades etoxi. Sin embargo, la introducción de grupos etoxi aumenta la solubilidad del surfactante, lo que dificulta la acumulación de viscosidad, por lo que se debe encontrar un equilibrio. Muchos champús comerciales utilizan SLES que contienen un promedio de 1 a 3 unidades etoxi.
En resumen, el SLES es rentable en formulaciones de champús. No solo produce espuma abundante, es resistente al agua dura, se espesa fácilmente y presenta una rápida floculación catiónica, por lo que sigue siendo el surfactante principal en los champús actuales.
2. Tensioactivos de aminoácidos
En los últimos años, debido a que el SLES contiene dioxano, los consumidores han recurrido a sistemas surfactantes más suaves, como los sistemas surfactantes de aminoácidos, los sistemas surfactantes de alquil glucósidos, etc.
Los surfactantes de aminoácidos se dividen principalmente en glutamato de acilo, sarcosinato de N-acilo, taurato de N-metilacilo, etc.
2.1 Glutamato de acilo
Los glutamatos de acilo se dividen en sales monosódicas y disódicas. La solución acuosa de sales monosódicas es ácida, mientras que la de sales disódicas es alcalina. El sistema tensioactivo de glutamato de acilo posee una capacidad espumante, propiedades humectantes y de lavado adecuadas, y una resistencia al agua dura superior o similar a la del SLES. Es altamente seguro, no causa irritación cutánea aguda ni sensibilización, y presenta baja fototoxicidad. La irritación única de la mucosa ocular es leve, y la irritación de la piel lesionada (solución con fracción de masa al 5%) es similar a la del agua. El glutamato de acilo más representativo es el cocoil glutamato disódico. El cocoil glutamato disódico se elabora a partir de ácido de coco natural extremadamente seguro y ácido glutámico después del cloruro de acilo. Li Qiang et al. encontrado en “Investigación sobre la aplicación de disodio cocoil glutamato en champús sin silicona” que agregar disodio cocoil glutamato al sistema SLES puede mejorar la capacidad de formación de espuma del sistema y reducir los síntomas similares a SLES. Irritación del champú. Cuando el factor de dilución fue 10 veces, 20 veces, 30 veces y 50 veces, el disodio cocoil glutamato no afectó la velocidad ni la intensidad de la floculación del sistema. Cuando el factor de dilución es 70 veces o 100 veces, el efecto de floculación es mejor, pero el espesamiento es más difícil. La razón es que hay dos grupos carboxilo en la molécula de disodio cocoil glutamato, y el grupo de cabeza hidrofílico se intercepta en la interfaz. El área más grande resulta en un parámetro de empaquetamiento crítico más pequeño, y el surfactante se agrega fácilmente en una forma esférica, lo que dificulta la formación de micelas similares a gusanos, lo que dificulta el espesamiento.
2.2 N-acilo sarcosinato
El N-acilo sarcosinato tiene un efecto humectante en el rango neutro a débilmente ácido, tiene fuertes efectos espumantes y estabilizadores, y tiene una alta tolerancia al agua dura y a los electrolitos. El más representativo es el lauroil sarcosinato de sodio. El lauroil sarcosinato de sodio tiene un excelente efecto limpiador. Es un surfactante aniónico de tipo aminoácido preparado a partir de fuentes naturales de ácido láurico y sarcosinato de sodio mediante una reacción de cuatro pasos de ftalización, condensación, acidificación y formación de sal. agente. El rendimiento del lauroil sarcosinato de sodio en términos de rendimiento espumante, volumen de espuma y rendimiento antiespumante es cercano al del laureth sulfato de sodio. Sin embargo, en el sistema de champú que contiene el mismo polímero catiónico, existen las curvas de floculación de los dos. diferencia obvia. En la etapa de espumado y frotamiento, el champú del sistema de aminoácidos tiene una resbaladicidad por frotamiento menor que el sistema de sulfato; En la etapa de enjuague, no solo la resbaladicidad del enjuague es ligeramente menor, sino que también la velocidad de enjuague del champú de aminoácidos es menor que la del champú de sulfato. Wang Kuan et al. encontraron que el sistema compuesto de lauroil sarcosinato de sodio y surfactantes no iónicos, aniónicos y zwitteriónicos. Al cambiar parámetros como la dosis y la proporción del surfactante, se encontró que para los sistemas de compuestos binarios, una pequeña cantidad de alquil glicósidos puede lograr un espesamiento sinérgico; mientras que en los sistemas de compuestos ternarios, la proporción tiene un gran impacto en la viscosidad del sistema, entre los cuales La combinación de lauroil sarcosinato de sodio, cocamidopropil betaína y alquil glicósidos puede lograr mejores efectos de autoespesamiento. Los sistemas de surfactantes de aminoácidos pueden aprender de este tipo de esquema de espesamiento.
2,3 N-Metilaciltaurina
Las propiedades físicas y químicas del N-metilacil taurato son similares a las del alquil sulfato de sodio con la misma longitud de cadena. También tiene buenas propiedades espumantes y no se ve fácilmente afectado por el pH ni la dureza del agua. Tiene buenas propiedades espumantes en el rango débilmente ácido, incluso en agua dura, por lo que tiene una gama más amplia de usos que los alquil sulfatos y es menos irritante para la piel que el N-lauroil glutamato de sodio y el lauril fosfato de sodio. Cerca, mucho más bajo que el SLES, es un surfactante suave y de baja irritación. El más representativo es el metil cocoil taurato de sodio. El metil cocoil taurato de sodio se forma por la condensación de ácidos grasos de origen natural y metil taurato de sodio. Es un surfactante de aminoácidos generalizado con abundante espuma y buena estabilidad de la espuma. Básicamente no se ve afectado por el pH ni el agua. Efecto de dureza. El metil cocoil taurato de sodio tiene un efecto espesante sinérgico con surfactantes anfotéricos, especialmente surfactantes anfotéricos de tipo betaína. Zheng Xiaomei et al. en “Investigación sobre el rendimiento de la aplicación de cuatro surfactantes de aminoácidos en champús” se centró en cocoil glutamato de sodio, cocoil alanato de sodio, lauroil sarcosinato de sodio y lauroil aspartato de sodio. Se realizó un estudio comparativo sobre el rendimiento de la aplicación en champú. Tomando el laureth sulfato de sodio (SLES) como referencia, se discutieron el rendimiento de formación de espuma, la capacidad de limpieza, el rendimiento de espesamiento y el rendimiento de floculación. A través de experimentos, se concluyó que el rendimiento de formación de espuma de la cocoil alanina de sodio y el lauroil sarcosinato de sodio es ligeramente mejor que el de SLES; la capacidad de limpieza de los cuatro surfactantes de aminoácidos tiene poca diferencia, y todos son ligeramente mejores que SLES; el rendimiento de espesamiento es generalmente menor que SLES. Al agregar un espesante para ajustar la viscosidad del sistema, la viscosidad del sistema de cocoil alanina de sodio se puede aumentar a 1500 Pa·s, mientras que la viscosidad de los otros tres sistemas de aminoácidos aún es inferior a 1000 Pa·s. Las curvas de floculación de los cuatro surfactantes de aminoácidos son más suaves que las del SLES, lo que indica que el champú de aminoácidos se elimina más lentamente, mientras que el sistema de sulfatos lo hace ligeramente más rápido. En resumen, al espesar la fórmula del champú de aminoácidos, se puede considerar la adición de surfactantes no iónicos para aumentar la concentración micelar. También se pueden agregar espesantes poliméricos como el dioleato de metilglucosa PEG-120. Además, la formulación de acondicionadores catiónicos adecuados para mejorar la peinabilidad sigue siendo difícil en este tipo de formulación.
3. Tensioactivos de glicósidos de alquilo no iónicos
Además de los surfactantes de aminoácidos, los surfactantes de alquil glicósidos no iónicos (APG) han atraído una amplia atención en los últimos años debido a su baja irritación, respeto al medio ambiente y buena compatibilidad con la piel. Combinados con surfactantes como los sulfatos de poliéter de alcohol graso (SLES), los APG no iónicos reducen la repulsión electrostática de los grupos aniónicos de SLES, formando así micelas grandes con una estructura similar a una varilla. Dichas micelas son menos propensas a penetrar en la piel. Esto reduce la interacción con las proteínas de la piel y la irritación resultante. Fu Yanling et al. encontraron que SLES se usó como surfactante aniónico, cocamidopropil betaína y lauroanfoacetato de sodio se usaron como surfactantes zwitteriónicos, y decil glucósido y cocoil glucósido se usaron como surfactantes no iónicos. Los agentes activos, después de la prueba, los surfactantes aniónicos tienen las mejores propiedades de formación de espuma, seguidos de los surfactantes zwitteriónicos, y los APG tienen las peores propiedades de formación de espuma; champús con surfactantes aniónicos como los principales agentes activos de superficie tienen floculación obvia, mientras que los surfactantes zwitteriónicos y APGs tienen las peores propiedades de formación de espuma. No se produjo floculación; en términos de enjuague y propiedades de peinado del cabello mojado, el orden de mejor a peor es: APGs > aniones > zwitteriónicos, mientras que en el cabello seco, las propiedades de peinado de los champús con aniones y zwitteriones como surfactantes principales son equivalentes. , el champú con APGs como surfactante principal tiene las peores propiedades de peinado; la prueba de membrana corioalantoidea de embrión de pollo muestra que el champú con APGs como surfactante principal es el más suave, mientras que el champú con aniones y zwitteriones como surfactantes principales es el más suave. bastante. Los APG tienen CMC baja y son detergentes muy eficaces para la piel y los lípidos del sebo. Por lo tanto, los APG actúan como el surfactante principal y tienden a hacer que el cabello se sienta despojado y seco. Aunque son suaves con la piel, también pueden extraer lípidos y aumentar la sequedad cutánea. Por lo tanto, al usar APG como surfactante principal, se debe considerar el grado en que eliminan los lípidos de la piel. Se pueden agregar humectantes adecuados a la fórmula para prevenir la caspa. Para la sequedad, el autor también considera que puede usarse como champú para controlar la grasa, solo como referencia.
En resumen, el marco principal actual de la actividad superficial en las fórmulas de champú sigue estando dominado por la actividad superficial aniónica, que se divide básicamente en dos sistemas principales. Primero, SLES se combina con surfactantes zwitteriónicos o surfactantes no iónicos para reducir su irritación. Este sistema de fórmula tiene una espuma abundante, es fácil de espesar, tiene una rápida floculación de acondicionadores de aceite de silicona y catiónicos y es de bajo costo, por lo que sigue siendo el sistema de surfactantes principal en el mercado. Segundo, las sales de aminoácidos aniónicos se combinan con surfactantes zwitteriónicos para aumentar el rendimiento de la espuma, lo cual es un punto de interés en el mercado. Este tipo de producto de fórmula es suave y tiene una espuma abundante. Sin embargo, debido a que la fórmula del sistema de sales de aminoácidos flocula y se enjuaga lentamente, el cabello de este tipo de producto es relativamente seco. . Los APG no iónicos se han convertido en una nueva dirección en el desarrollo de champús debido a su buena compatibilidad con la piel. La dificultad para desarrollar este tipo de fórmula reside en encontrar surfactantes más eficaces para aumentar la espuma y añadir los humectantes adecuados para mitigar el impacto de los APG en el cuero cabelludo. Condiciones secas.
Hora de publicación: 21 de diciembre de 2023