Šampoon on toode, mida inimesed igapäevaelus kasutavad peanaha ja juuste mustuse eemaldamiseks ning peanaha ja juuste puhtana hoidmiseks. Šampooni peamised koostisosad on pindaktiivsed ained (edaspidi pindaktiivsed ained), paksendajad, palsamid, säilitusained jne. Kõige olulisem koostisosa on pindaktiivsed ained. Pindaktiivsete ainete funktsioonide hulka kuulub mitte ainult puhastamine, vahustamine, reoloogilise käitumise kontrollimine ja naha pehmuse tagamine, vaid ka katioonse flokulatsiooni võtmeroll. Kuna katioonne polümeer saab juustele sadestuda, on see protsess tihedalt seotud pindaktiivsusega ja pindaktiivsus aitab kaasa ka teiste kasulike komponentide (näiteks silikoonemulsiooni, kõõmavastaste toimeainete) sadestumisele. Pindaktiivsete ainete süsteemi või elektrolüütide taseme muutmine põhjustab alati šampoonis konditsioneeriva polümeeri mõjude ahelreaktsiooni.
1. SLES-tabeli tegevus
SLS-il on hea niisutav toime, see võib tekitada rikkalikku vahtu ja kipub tekitama välkkiiret vahtu. Siiski interakteerub see tugevalt valkudega ja ärritab nahka tugevalt, mistõttu seda kasutatakse harva peamise pindaktiivse ainena. Praegune šampoonide peamine toimeaine on SLES. SLES-i adsorptsiooniefekt nahale ja juustele on ilmselgelt madalam kui vastaval SLS-il. Kõrgema etoksülatsiooniastmega SLES-toodetel puudub tegelikult adsorptsiooniefekt. Lisaks on SLES-i vahul hea stabiilsus ja tugev vastupidavus karedale veele. Nahk, eriti limaskest, on SLES-i suhtes palju tolerantsem kui SLS. Naatriumlaureetsulfaat ja ammooniumlaureetsulfaat on kaks turul enimkasutatavat SLES-i pindaktiivset ainet. Long Zhike ja teiste uuringud näitasid, et lauretsulfaatamiinil on suurem vahu viskoossus, hea vahu stabiilsus, mõõdukas vahu maht, hea pesemisvõime ja pehmemad juuksed pärast pesemist, kuid lauretsulfaat-ammooniumsool. Ammoniaagigaas dissotsieerub aluselistes tingimustes, seega on naatriumlauretsulfaat, mis vajab laiemat pH vahemikku, laialdasemalt kasutatav, kuid see on ka ärritavam kui ammooniumsoolad. SLES-etoksüühikute arv on tavaliselt 1 kuni 5 ühikut. Etoksürühmade lisamine vähendab sulfaatpindaktiivsete ainete kriitilist mitsellide kontsentratsiooni (CMC). Suurim CMC langus toimub pärast ainult ühe etoksürühma lisamist, samas kui 2–4 etoksürühma lisamisel on langus palju väiksem. Etoksüühikute suurenedes paraneb AES-i ühilduvus nahaga ja umbes 10 etoksüühikut sisaldavate SLES-ide puhul nahaärritust peaaegu ei täheldata. Etoksürühmade lisamine suurendab aga pindaktiivse aine lahustuvust, mis takistab viskoossuse teket, seega tuleb leida tasakaal. Paljud kaubanduslikud šampoonid kasutavad SLES-i, mis sisaldavad keskmiselt 1–3 etoksüühikut.
Kokkuvõttes on SLES šampoonide koostises kulutõhus. Sellel pole mitte ainult rikkalik vaht, see on väga vastupidav kõvale veele, seda on lihtne paksendada ja see kiirelt katioonselt flokuleerub, mistõttu on see endiselt peamine pindaktiivne aine tänapäevastes šampoonides.
2. Aminohapete pindaktiivsed ained
Viimastel aastatel on SLESi dioksaani sisalduse tõttu tarbijad pöördunud leebemate pindaktiivsete ainete süsteemide, näiteks aminohapete pindaktiivsete ainete süsteemide, alküülglükosiidide pindaktiivsete ainete süsteemide jne poole.
Aminohappe pindaktiivsed ained jagunevad peamiselt atsüülglutamaadiks, N-atsüülsarkosinaadiks, N-metüülatsüültauraadiks jne.
2.1 Atsüülglutamaat
Atsüülglutamaadid jagunevad mononaatriumsooladeks ja dinaatriumsooladeks. Mononaatriumsoolade vesilahus on happeline ja dinaatriumsoolade vesilahus on aluseline. Atsüülglutamaadi pindaktiivsete ainete süsteemil on sobiv vahutamisvõime, niisutamis- ja pesemisomadused ning vastupidavus karedale veele, mis on paremad või sarnased SLES-iga. See on väga ohutu, ei põhjusta ägedat nahaärritust ega sensibiliseerimist ning on madala fototoksilisusega. Ühekordne silma limaskesta ärritus on kerge ja kahjustatud naha ärritus (massifraktsioon 5% lahuses) on lähedane vee omale. Tüüpilisem atsüülglutamaat on dinaatriumkokoüülglutamaat. Dinaatriumkokoüülglutamaat on valmistatud äärmiselt ohutust looduslikust kookoshappest ja glutamiinhappest pärast atsüülkloriidi. Li Qiang jt leidsid artiklis „Dinaatriumkokoüülglutamaadi kasutamise uuring silikoonivabades šampoonides“, et dinaatriumkokoüülglutamaadi lisamine SLES-süsteemi võib parandada süsteemi vahutamisvõimet ja vähendada SLES-i sarnaseid sümptomeid. Šampooniärritus. Kui lahjendustegur oli 10-, 20-, 30- ja 50-kordne, ei mõjutanud dinaatriumkokoüülglutamaat süsteemi flokulatsiooni kiirust ja intensiivsust. Kui lahjendustegur oli 70- või 100-kordne, oli flokulatsiooniefekt parem, kuid paksenemine oli keerulisem. Põhjuseks oli see, et dinaatriumkokoüülglutamaadi molekulis oli kaks karboksüülrühma ja hüdrofiilne peagrupp oli liidesel kinni. Suurem pindala andis tulemuseks väiksema kriitilise pakkimisparameetri ja pindaktiivne aine agregeerus kergesti sfääriliseks kujuks, mis raskendas ussitaoliste mitsellide moodustumist ja seega ka paksenemist.
2.2 N-atsüülsarkosinaat
N-atsüülsarkosinaat omab niisutavat toimet neutraalses kuni nõrgalt happelises vahemikus, tugevat vahustavat ja stabiliseerivat toimet ning talub hästi karedaid vee- ja elektrolüüte. Kõige tüüpilisem neist on naatriumlauroüülsarkosinaat. Naatriumlauroüülsarkosinaadil on suurepärane puhastav toime. See on aminohappe tüüpi anioonne pindaktiivne aine, mis on valmistatud looduslikest lauriinhappe ja naatriumsarkosinaadi allikatest neljaastmelise ftaliseerimise, kondenseerimise, hapestamise ja soola moodustamise reaktsiooni kaudu. Naatriumlauroüülsarkosinaadi vahustamisvõime, vahu mahu ja vahutamisvõime osas on see lähedane naatriumlaureetsulfaadi omale. Sama katioonset polümeeri sisaldavas šampoonisüsteemis on nende kahe flokulatsioonikõverad siiski erinevad. Vahustamis- ja hõõrumisfaasis on aminohappesüsteemi šampoonil hõõrdumislibedus madalam kui sulfaatsüsteemil; loputusfaasis on lisaks loputuslibedusele veidi madalam ka aminohappesüsteemi šampooni loputuskiirus madalam kui sulfaatšampoonil. Wang Kuan jt. leiti, et naatriumlauroüülsarkosinaadi ja mitteioonsete, anioonsete ja tsvitterioonsete pindaktiivsete ainete ühendsüsteem. Muutes parameetreid, nagu pindaktiivsete ainete annus ja suhe, leiti, et binaarsete ühendite süsteemide puhul võib väike kogus alküülglükosiide saavutada sünergilise paksenemise; samas kui ternaarsete ühendite süsteemides on suhtel suur mõju süsteemi viskoossusele, kusjuures naatriumlauroüülsarkosinaadi, kokamidopropüülbetaiini ja alküülglükosiidide kombinatsioon võib saavutada parema isepakseneva efekti. Aminohappe pindaktiivsete ainete süsteemid saavad seda tüüpi paksendamisskeemist õppida.
2.3 N-metüülatsüültauriin
N-metüülatsüültauraadi füüsikalised ja keemilised omadused on sarnased sama ahela pikkusega naatriumalküülsulfaadi omadustega. Samuti on sellel head vahutamisomadused ning pH ja vee karedus ei mõjuta seda kergesti. Sellel on head vahutamisomadused nõrgalt happelises vahemikus, isegi karedas vees, seega on sellel laiem kasutusala kui alküülsulfaatidel ja see ärritab nahka vähem kui N-naatriumlauroüülglutamaat ja naatriumlaurüülfosfaat. Lähedal SLES-ile, palju madalam sellest, on see vähese ärritusega, mahe pindaktiivne aine. Esinduslikum neist on naatriummetüülkokoüültauraat. Naatriummetüülkokoüültauraat moodustub looduslike rasvhapete ja naatriummetüültauraadi kondenseerumisel. See on üldistatud aminohappeline pindaktiivne aine, millel on rikkalik vaht ja hea vahu stabiilsus. pH ja vesi seda põhimõtteliselt ei mõjuta. Kõvaduse mõju. Naatriummetüülkokoüültauraadil on sünergiline paksendav toime amfoteersete pindaktiivsete ainetega, eriti betaiini tüüpi amfoteersete pindaktiivsete ainetega. Zheng Xiaomei jt. Artiklis „Nelja aminohappe pindaktiivse aine šampoonides kasutamise efektiivsuse uuring“ keskenduti naatriumkokoüülglutamaadile, naatriumkokoüülalanaadile, naatriumlauroüülsarkosinaadile ja naatriumlauroüülaspartaadile. Viidi läbi võrdlev uuring šampoonides kasutamise efektiivsuse kohta. Võrdluseks võeti naatriumlaureetsulfaat (SLES), et arutleda vahustamis-, puhastus-, paksendamis- ja flokulatsioonivõime üle. Katsete põhjal jõuti järeldusele, et naatriumkokoüülalaniini ja naatriumlauroüülsarkosinaadi vahustamisvõime on veidi parem kui SLES-il; nelja aminohappe pindaktiivse aine puhastusvõime erineb vähe ja need kõik on veidi paremad kui SLES-il; paksendamisvõime on üldiselt madalam kui SLES-il. Süsteemi viskoossuse reguleerimiseks paksendaja lisamisega saab naatriumkokoüülalaniini süsteemi viskoossust suurendada 1500 Pa·s-ni, samas kui ülejäänud kolme aminohappe süsteemi viskoossus on endiselt alla 1000 Pa·s. Nelja aminohappepõhise pindaktiivse aine flokulatsioonikõverad on SLES-i omadest leebemad, mis näitab, et aminohappepõhine šampoon loputab maha aeglasemalt, samas kui sulfaatsüsteem loputab maha veidi kiiremini. Kokkuvõttes võib aminohappepõhise šampooni valemi paksendamisel kaaluda mitsellide kontsentratsiooni suurendamiseks mitteioonsete pindaktiivsete ainete lisamist paksendamise eesmärgil. Samuti võib lisada polümeerseid paksendajaid, näiteks PEG-120 metüülglükoosi dioleaati. Lisaks on sobivate katioonsete palsamite lisamine kammitavuse parandamiseks seda tüüpi koostise puhul endiselt keeruline.
3. Mitteioonsed alküülglükosiidpindaktiivsed ained
Lisaks aminohapete pindaktiivsetele ainetele on viimastel aastatel laialdast tähelepanu pälvinud ka mitteioonsed alküülglükosiidpindaktiivsed ained (APG-d) tänu oma madalale ärritavale toimele, keskkonnasõbralikkusele ja heale nahaühilduvusele. Koos pindaktiivsete ainetega, nagu rasvalkoholi polüeetersulfaadid (SLES), vähendavad mitteioonsed APG-d SLES-i anioonsete rühmade elektrostaatilist tõukumist, moodustades seeläbi suuri mitselle, millel on vardalaadne struktuur. Sellised mitsellid tungivad nahka harvemini. See vähendab interaktsiooni nahavalkudega ja sellest tulenevat ärritust. Fu Yanling jt leidsid, et anioonse pindaktiivse ainena kasutati SLES-i, tsvitterioonsete pindaktiivsete ainetena kokamidopropüülbetaiini ja naatriumlauroamfoatsetaati ning mitteioonsete pindaktiivsete ainetena detsüülglükosiidi ja kokoüülglükosiidi. Toimeainete testimisel on anioonsetel pindaktiivsetel ainetel parimad vahutamisomadused, millele järgnevad tsvitterioonsed pindaktiivsed ained ja APG-del on kõige halvemad vahutamisomadused; Anioonsete pindaktiivsete ainete kui peamiste pindaktiivsete ainete šampoonidel on ilmne flokulatsioon, samas kui tsvitterioonsetel pindaktiivsetel ainetel ja APG-del on kõige halvemad vahutamisomadused. Flokulatsiooni ei esinenud; loputamise ja märgade juuste kammimisomaduste osas on järjestus parimast halvimani: APG-d > anioonid > tsvitterioonsed ained, samas kui kuivades juustes on anioonide ja tsvitterioonidega peamiste pindaktiivsete ainete šampoonide kammimisomadused samaväärsed. , APG-dega peamiste pindaktiivsete ainete šampoonil on kõige halvemad kammimisomadused; kanaembrüo koorioallantoismembraani test näitab, et APG-dega peamiste pindaktiivsete ainete šampoon on kõige leebem, samas kui anioonide ja tsvitterioonidega peamiste pindaktiivsete ainete šampoon on kõige leebem. Üsna. APG-del on madal CMC ja need on väga tõhusad naha ja rasu lipiidide pesuvahendid. Seetõttu toimivad APG-d peamiste pindaktiivsete ainetena ja kipuvad juukseid kooriku ja kuiva tundega muutma. Kuigi need on nahale õrnad, võivad nad ka lipiide ekstraheerida ja naha kuivust suurendada. Seega, kui APG-sid kasutatakse peamise pindaktiivse ainena, tuleb arvestada, mil määral nad naha lipiide eemaldavad. Kõõma vältimiseks võib valemile lisada sobivaid niisutajaid. Kuivuse korral arvab autor, et seda saab kasutada ka rasueritust kontrolliva šampoonina, kuid see on vaid viide.
Kokkuvõttes domineerib šampoonide valemite pindaktiivsuse praegune peamine raamistik endiselt anioonse pindaktiivsuse poolt, mis jaguneb põhimõtteliselt kaheks peamiseks süsteemiks. Esiteks, SLES-i kombineeritakse tsvitterioonsete või mitteioonsete pindaktiivsete ainetega, et vähendada ärritust. Sellel valemisüsteemil on rikkalik vaht, seda on lihtne paksendada ning see flokuleerib kiiresti katioonseid ja silikoonõli konditsioneere ning on odav, seega on see endiselt turul peamine pindaktiivsete ainete süsteem. Teiseks, anioonsete aminohapete soolad kombineeritakse tsvitterioonsete pindaktiivsete ainetega, et suurendada vahutavust, mis on turu arendamisel kuum teema. Seda tüüpi valemitoode on mahe ja rikkaliku vahuga. Kuna aminohapete soolasüsteemi valem flokuleerub ja loputub aeglaselt, on seda tüüpi toote juuksed suhteliselt kuivad. Mitteioonsed APG-d on muutunud šampoonide arendamise uueks suunaks tänu nende heale sobivusele nahaga. Seda tüüpi valemi väljatöötamise raskus seisneb tõhusamate pindaktiivsete ainete leidmises, et suurendada selle vahu rikkust, ja sobivate niisutajate lisamises, et leevendada APG-de mõju peanahale. Kuivad tingimused.
Postituse aeg: 21. detsember 2023