Shampoo on tuote, jota ihmiset käyttävät jokapäiväisessä elämässä lian poistamiseen päänahasta ja hiuksista ja pitämään päänahan ja hiukset puhtaina. Shampoon pääainesosat ovat pinta-aktiiviset aineet (joita kutsutaan pinta-aktiivisiksi aineiksi), sakeuttamisaineet, hoitoaineet, säilöntäaineet jne. Tärkein ainesosa on pinta-aktiiviset aineet. Pinta-aktiivisten aineiden toimintoihin kuuluvat paitsi puhdistus, vaahtoaminen, reologisen käyttäytymisen säätely ja ihon hellävaraisuus, myös keskeinen rooli kationisessa flokkausprosessissa. Koska kationinen polymeeri voi kerrostua hiuksiin, prosessi liittyy läheisesti pinta-aktiivisuuteen, ja pinta-aktiivisuus auttaa myös muiden hyödyllisten komponenttien (kuten silikoniemulsion ja hilsettä ehkäisevien aktiiviaineiden) kerrostumisessa. Pinta-aktiivisen aineen järjestelmän tai elektrolyyttitasojen muuttaminen aiheuttaa aina ketjureaktion, jossa hoitopolymeerien vaikutukset vaikuttavat shampooon.
1. SLES-pöytätoiminta
SLS:llä on hyvä kosteuttava vaikutus, se voi tuottaa runsaasti vaahtoa ja usein myös nopeasti muodostuvaa. Sillä on kuitenkin voimakas vuorovaikutus proteiinien kanssa ja se ärsyttää ihoa voimakkaasti, joten sitä käytetään harvoin pääasiallisena pinta-aktiivisena aineena. Nykyinen shampoiden pääasiallinen vaikuttava aine on SLES. SLES:n adsorptiovaikutus ihoon ja hiuksiin on selvästi pienempi kuin vastaavien SLS:n. Korkeamman etoksylaatioasteen omaavilla SLES-tuotteilla ei itse asiassa ole adsorptiovaikutusta. Lisäksi SLES:n vaahdolla on hyvä stabiilius ja se kestää kovaa vettä hyvin. Iho, erityisesti limakalvot, kestävät SLES:ää paljon paremmin kuin SLS. Natriumlaureettisulfaatti ja ammoniumlaureettisulfaatti ovat kaksi markkinoiden yleisimmin käytettyä SLES-pinta-aktiivista ainetta. Long Zhiken ja muiden tutkimukset osoittivat, että laurethsulfaattiamiinilla on korkeampi vaahtoviskositeetti, hyvä vaahdon stabiilius, kohtalainen vaahtoamismäärä, hyvä pesukyky ja pehmeämmät hiukset pesun jälkeen, mutta laurethsulfaattiammoniumsuola. Ammoniakkikaasu dissosioituu emäksisissä olosuhteissa, joten natriumlaurethsulfaattia, joka vaatii laajemman pH-alueen, käytetään laajemmin, mutta se on myös ärsyttävämpää kuin ammoniumsuolat. SLES-etoksiyksiköiden määrä on yleensä 1–5 yksikköä. Etoksiryhmien lisääminen vähentää sulfaattitenssien kriittistä misellipitoisuutta (CMC). Suurin CMC:n lasku tapahtuu vain yhden etoksiryhmän lisäämisen jälkeen, kun taas 2–4 etoksiryhmän lisäämisen jälkeen lasku on paljon pienempi. Etoksiyksiköiden lisääntyessä AES:n yhteensopivuus ihon kanssa paranee, eikä ihoärsytystä havaita juurikaan noin 10 etoksiyksikköä sisältävässä SLES:ssä. Etoksiryhmien lisääminen kuitenkin lisää pinta-aktiivisen aineen liukoisuutta, mikä haittaa viskositeetin muodostumista, joten on löydettävä tasapaino. Monet kaupalliset shampoot käyttävät SLES:iä, jotka sisältävät keskimäärin 1–3 etoksiyksikköä.
Yhteenvetona voidaan todeta, että SLES on kustannustehokas shampooformulaatioissa. Se ei ainoastaan vaahdota runsaasti, kestä kovaa vettä, sakeutuu helposti ja kationinen flokkaus on nopeaa, joten se on edelleen vallitseva pinta-aktiivinen aine nykyisissä shampoissa.
2. Aminohappojen pinta-aktiiviset aineet
Viime vuosina, koska SLES sisältää dioksaania, kuluttajat ovat siirtyneet miedompiin pinta-aktiivisiin järjestelmiin, kuten aminohappojen pinta-aktiivisiin järjestelmiin, alkyyliglykosidien pinta-aktiivisiin järjestelmiin jne.
Aminohappojen pinta-aktiiviset aineet jaetaan pääasiassa asyyliglutamaatteihin, N-asyylisarkosinaatteihin, N-metylasiilitauraatteihin jne.
2.1 Asyyliglutamaatti
Asyyliglutamaatit jaetaan mononatriumsuoloihin ja dinatriumsuoloihin. Mononatriumsuolojen vesiliuos on hapan ja dinatriumsuolojen vesiliuos on emäksinen. Asyyliglutamaattipinta-aktiivinen järjestelmä vaahtoaa, kosteuttaa ja pesee sekä kestää kovaa vettä paremmin tai vähemmän kuin SLES. Se on erittäin turvallinen, ei aiheuta akuuttia ihoärsytystä tai herkistymistä, ja sen fototoksisuus on vähäistä. Kertaluonteinen silmän limakalvon ärsytys on lievää ja vaurioituneen ihon ärsytys (massaosuus 5 % liuos) on lähellä veden ärsytystä. Tyypillisempi asyyliglutamaatti on dinatriumkokoyyliglutamaatti. Dinatriumkokoyyliglutamaatti valmistetaan erittäin turvallisesta luonnollisesta kookoshaposta ja glutamiinihaposta asyylikloridin jälkeen. Li Qiang ym. havaitsivat julkaisussa "Research on the Application of Disodium Cocoyl Glutamate in Silicone-Free Shampoos", että dinatriumkokoyyliglutamaatin lisääminen SLES-järjestelmään voi parantaa järjestelmän vaahtoamiskykyä ja vähentää SLES:n kaltaisia oireita. Shampoon aiheuttama ärsytys. Kun laimennuskerroin oli 10-, 20-, 30- ja 50-kertainen, dinatriumkokoyyliglutamaatti ei vaikuttanut järjestelmän flokkausnopeuteen tai -intensiteettiin. Kun laimennuskerroin oli 70- tai 100-kertainen, flokkausvaikutus oli parempi, mutta sakeuttaminen vaikeampaa. Syynä oli se, että dinatriumkokoyyliglutamaattimolekyylissä oli kaksi karboksyyliryhmää ja hydrofiilinen pääryhmä jäi rajapintaan. Suurempi pinta-ala johti pienempään kriittiseen pakkausparametriin ja pinta-aktiivinen aine aggregoitui helposti pallomaiseen muotoon, mikä vaikeutti matomaisten misellien muodostumista ja siten myös sakeuttamista.
2.2 N-asyylisarkosinaatti
N-asyylisarkosinaatilla on kostutusvaikutus neutraalilla tai heikosti happamalla alueella, voimakas vaahtoaminen ja stabilointi, ja se kestää hyvin kovaa vettä ja elektrolyyttejä. Tyypillisin näistä on natriumlauroyylisarkosinaatti. Natriumlauroyylisarkosinaatilla on erinomainen puhdistusvaikutus. Se on aminohappotyyppinen anioninen pinta-aktiivinen aine, joka on valmistettu luonnollisista lauriinihapon ja natriumsarkosinaatin lähteistä nelivaiheisen ftalaatio-, kondensaatio-, happamointi- ja suolanmuodostusreaktion kautta. Natriumlauroyylisarkosinaatin vaahtoamiskyky, vaahdon tilavuus ja vaahdonestokyky ovat lähellä natriumlaureettisulfaattia. Samaa kationista polymeeriä sisältävässä shampoojärjestelmässä näiden kahden flokkulaatiokäyrät eroavat kuitenkin selvästi toisistaan. Vaahdotus- ja hankausvaiheessa aminohapposhampoon hankausliukkaus on alhaisempi kuin sulfaattijärjestelmän; huuhteluvaiheessa paitsi huuhteluliukkaus on hieman alhaisempi, myös aminohapposhampoon huuhtelunopeus on alhaisempi kuin sulfaattishampoon. Wang Kuan et al. havaitsi natriumlauroyylisarkosinaatin ja ionittomien, anionisten ja tsvitterionisten pinta-aktiivisten aineiden yhdistejärjestelmän. Muuttamalla parametreja, kuten pinta-aktiivisten aineiden annostusta ja suhdetta, havaittiin, että binaarisissa yhdistejärjestelmissä pieni määrä alkyyliglykosideja voi saavuttaa synergistisen sakeuttamisen, kun taas kolmiosaisissa yhdistejärjestelmissä suhteella on suuri vaikutus järjestelmän viskositeettiin, joista natriumlauroyylisarkosinaatin, kokamidopropyylibetaiinin ja alkyyliglykosidien yhdistelmä voi saavuttaa paremman itsesakeutumisvaikutuksen. Aminohappopinta-aktiiviset järjestelmät voivat oppia tällaisesta sakeuttamismenetelmästä.
2.3 N-metyyliasyylitauriini
N-metyyliasyylitauraatin fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet ovat samankaltaiset kuin samanpituisen natriumalkyylisulfaatin. Sillä on myös hyvät vaahtoamisominaisuudet, eikä pH ja veden kovuus vaikuta siihen helposti. Sillä on hyvät vaahtoamisominaisuudet heikosti happamalla alueella, jopa kovassa vedessä, joten sillä on laajempi käyttöalue kuin alkyylisulfaateilla, ja se ärsyttää ihoa vähemmän kuin N-natriumlauroyyliglutamaatti ja natriumlauryylifosfaatti. Lähes SLES-arvoa, paljon alhaisempi kuin SLES, se on vähän ärsyttävä, mieto pinta-aktiivinen aine. Tyypillisempi esimerkki on natriummetyylikokoyylitauraatti. Natriummetyylikokoyylitauraatti muodostuu luonnosta peräisin olevien rasvahappojen ja natriummetyylitauraatin kondensaatiosta. Se on yleistynyt aminohappotensiivinen pinta-aktiivinen aine, jolla on runsas vaahto ja hyvä vaahdon stabiilius. PH ja vesi eivät periaatteessa vaikuta siihen. Kovuusvaikutus. Natriummetyylikokoyylitauraatilla on synergistinen sakeuttava vaikutus amfoteeristen pinta-aktiivisten aineiden, erityisesti betaiinityyppisten amfoteeristen pinta-aktiivisten aineiden, kanssa. Zheng Xiaomei ym. Tutkimuksessa ”Neljän aminohappopinta-aktiivisen aineen käyttösuorituskykyä shampoissa” keskityttiin natriumkokoyyliglutamaattiin, natriumkokoyylialanaattiin, natriumlauroyylisarkosinaattiin ja natriumlauroyyliaspartaattiin. Vertailututkimuksessa tarkasteltiin aineiden käyttösuorituskykyä shampoossa. Vertailuna käytettiin natriumlaureettisulfaattia (SLES) vaahtoamis-, puhdistus-, sakeuttamis- ja flokkauskykyä. Kokeiden perusteella pääteltiin, että natriumkokoyylialaniinin ja natriumlauroyylisarkosinaatin vaahtoamiskyky on hieman parempi kuin SLES:n. Neljän aminohappopinta-aktiivisen aineen puhdistuskyvyssä on vain vähän eroa, ja ne kaikki ovat hieman parempia kuin SLES:n. Sakeuttamiskyky on yleensä alhaisempi kuin SLES:n. Lisäämällä sakeuttamisainetta järjestelmän viskositeetin säätämiseksi natriumkokoyylialaniinijärjestelmän viskositeettia voidaan nostaa 1500 Pa·s:iin, kun taas kolmen muun aminohappojärjestelmän viskositeetti on edelleen alle 1000 Pa·s. Neljän aminohappotenssin flokkulaatiokäyrät ovat hellävaraisempia kuin SLES:n, mikä osoittaa, että aminohapposhampoo huuhtoutuu hitaammin, kun taas sulfaattijärjestelmä huuhtoutuu hieman nopeammin. Yhteenvetona voidaan todeta, että aminohapposhampoon kaavaa sakeutettaessa voit harkita ionittomien pinta-aktiivisten aineiden lisäämistä misellipitoisuuden lisäämiseksi sakeuttamisen aikaansaamiseksi. Voit myös lisätä polymeerisakeuttamisaineita, kuten PEG-120-metyyliglukoosi-dioleaattia. Lisäksi sopivien kationisten hoitoaineiden lisääminen kampautuvuuden parantamiseksi on edelleen vaikeaa tämän tyyppisessä koostumuksessa.
3. Ei-ioniset alkyyliglykosidipinta-aktiiviset aineet
Aminohappotenssien lisäksi ionittomat alkyyliglykosiditenssidit (APG) ovat herättäneet viime vuosina laajaa huomiota vähäisen ärsytyksensä, ympäristöystävällisyytensä ja hyvän ihoyhteensopivuutensa ansiosta. Yhdessä pinta-aktiivisten aineiden, kuten rasva-alkoholipolyeetterisulfaattien (SLES), kanssa ionittomat APG:t vähentävät SLES:n anionisten ryhmien sähköstaattista hylkimistä, jolloin muodostuu suuria, sauvamaisia misellejä. Tällaiset misellit tunkeutuvat harvemmin ihoon. Tämä vähentää vuorovaikutusta ihoproteiinien kanssa ja siitä johtuvaa ärsytystä. Fu Yanling ym. havaitsivat, että anionisena pinta-aktiivisena aineena käytettiin SLES:iä, tsvitterionisina pinta-aktiivisina aineina kokamidopropyylibetaiinia ja natriumlauroamfoasetaattia, ja ionittomina pinta-aktiivisina aineina dekyyliglukosidia ja kokoyyliglukosidia. Aktiiviset aineet testauksen jälkeen vaahtoavat parhaiten anionisesti, seuraavaksi eniten tsvitterionisesti, ja APG:illä on huonoimmat vaahtoavat ominaisuudet. Anionisia pinta-aktiivisia aineita pääasiallisina pinta-aktiivisina aineina sisältävien shampoiden vaahtoamisominaisuudet ovat ilmeiset, kun taas tsvitterionisia pinta-aktiivisia aineita ja APG:itä käytettäessä vaahtoaminen on huonointa. Flokkulaatiota ei esiintynyt; huuhtelun ja märkien hiusten harjausominaisuuksien osalta järjestys parhaasta huonoimpaan on: APG:t > anionit > tsvitterioniset. Kuivissa hiuksissa anioneja ja tsvitterioneja pääasiallisina pinta-aktiivisina aineina sisältävien shampoiden harjausominaisuudet ovat samat. , APG:itä pääasiallisina pinta-aktiivisina aineina sisältävillä shampoilla on huonoimmat harjausominaisuudet; kanan alkion suonikalvotesti osoittaa, että APG:itä pääasiallisina pinta-aktiivisina aineina sisältävä shampoo on miedoin, kun taas anioneja ja tsvitterioneja pääasiallisina pinta-aktiivisina aineina sisältävä shampoo on miedoin. Melko. APG:illä on alhainen CMC ja ne ovat erittäin tehokkaita ihon ja talirauhasten lipidien pesuaineita. Siksi APG:t toimivat pääasiallisina pinta-aktiivisina aineina ja saavat hiukset tuntumaan riisutuilta ja kuivilta. Vaikka ne ovat hellävaraisia iholle, ne voivat myös uuttaa lipidejä ja lisätä ihon kuivuutta. Siksi, kun APG:itä käytetään pääasiallisena pinta-aktiivisena aineena, on otettava huomioon, missä määrin ne poistavat ihon lipidejä. Koostumukseen voidaan lisätä sopivia kosteusvoiteita hilseen ehkäisemiseksi. Kuivuuteen kirjoittaja katsoo myös, että sitä voidaan käyttää rasvoittumista ehkäisevänä shampoona, vain viitteeksi.
Yhteenvetona voidaan todeta, että shampookoostumusten pinta-aktiivisuuden nykyinen pääasiallinen viitekehys on edelleen anioninen pinta-aktiivisuus, joka on periaatteessa jaettu kahteen pääjärjestelmään. Ensinnäkin SLES yhdistetään tsvitterionisiin tai ionittomiin pinta-aktiivisiin aineisiin ärsytyksen vähentämiseksi. Tällä koostumusjärjestelmällä on runsas vaahto, se on helppo sakeuttaa, ja kationisten ja silikoniöljyhoitoaineiden flokkuloituminen on nopeaa ja se on edullinen, joten se on edelleen markkinoiden valtavirran pinta-aktiivisten aineiden järjestelmä. Toiseksi anioniset aminohapposuolat yhdistetään tsvitterionisiin pinta-aktiivisiin aineisiin vaahtoamisen parantamiseksi, mikä on markkinoiden kehityksen kuuma kohta. Tämän tyyppinen koostumus on mieto ja siinä on runsas vaahto. Koska aminohapposuolajärjestelmäkoostumus flokkuloituu ja huuhtoutuu hitaasti, tämän tyyppisen tuotteen hiukset ovat suhteellisen kuivia. Ionittomat pinta-aktiiviset aineet ovat nousseet uudeksi suunnaksi shampookehityksessä, koska ne sopivat hyvin iholle. Tämän tyyppisen koostumuksen kehittämisen vaikeus on löytää tehokkaampia pinta-aktiivisia aineita vaahtoavuuden lisäämiseksi ja lisätä sopivia kosteuttajia APG-aineiden vaikutuksen lieventämiseksi päänahassa. Kuivissa olosuhteissa.
Julkaisun aika: 21.12.2023