Sampo adalah produk yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari untuk menghilangkan kotoran dari kulit kepala dan rambut serta menjaga kebersihan kulit kepala dan rambut. Bahan utama sampo adalah surfaktan (disebut sebagai surfaktan), pengental, kondisioner, pengawet, dan lain-lain. Bahan yang paling penting adalah surfaktan. Fungsi surfaktan tidak hanya membersihkan, menghasilkan busa, mengontrol perilaku reologi, dan melembutkan kulit, tetapi juga berperan penting dalam flokulasi kationik. Karena polimer kationik dapat mengendap pada rambut, proses ini terkait erat dengan aktivitas permukaan, dan aktivitas permukaan juga membantu pengendapan komponen bermanfaat lainnya (seperti emulsi silikon, zat aktif anti ketombe). Mengubah sistem surfaktan atau mengubah kadar elektrolit akan selalu menyebabkan reaksi berantai efek polimer pengkondisi dalam sampo.
1. Aktivitas tabel SLES
SLS memiliki efek pelembap yang baik, dapat menghasilkan busa yang melimpah, dan cenderung menghasilkan busa yang cepat. Namun, ia memiliki interaksi yang kuat dengan protein dan sangat mengiritasi kulit, sehingga jarang digunakan sebagai surfaktan utama. Bahan aktif utama sampo saat ini adalah SLES. Efek adsorpsi SLES pada kulit dan rambut jelas lebih rendah daripada SLS yang sesuai. Produk SLES dengan tingkat etoksilasi yang lebih tinggi sebenarnya tidak memiliki efek adsorpsi. Selain itu, busa SLES memiliki stabilitas yang baik dan ketahanan yang kuat terhadap air sadah. Kulit, terutama selaput lendir, jauh lebih toleran terhadap SLES daripada SLS. Natrium laureth sulfat dan amonium laureth sulfat adalah dua surfaktan SLES yang paling banyak digunakan di pasaran. Penelitian oleh Long Zhike dan lainnya menemukan bahwa laureth sulfat amina memiliki viskositas busa yang lebih tinggi, stabilitas busa yang baik, volume busa yang moderat, daya pembersih yang baik, dan rambut yang lebih lembut setelah dicuci, tetapi garam amonium laureth sulfat akan terdisosiasi dalam kondisi basa, sehingga natrium laureth sulfat, yang membutuhkan rentang pH yang lebih luas, lebih banyak digunakan, tetapi juga lebih mengiritasi daripada garam amonium. Jumlah unit etoksi SLES biasanya antara 1 dan 5 unit. Penambahan gugus etoksi akan mengurangi konsentrasi misel kritis (CMC) surfaktan sulfat. Penurunan CMC terbesar terjadi setelah hanya menambahkan satu gugus etoksi, sedangkan setelah menambahkan 2 hingga 4 gugus etoksi, penurunannya jauh lebih rendah. Seiring bertambahnya unit etoksi, kompatibilitas AES dengan kulit meningkat, dan hampir tidak ada iritasi kulit yang diamati pada SLES yang mengandung sekitar 10 unit etoksi. Namun, penambahan gugus etoksi meningkatkan kelarutan surfaktan, yang menghambat pembentukan viskositas, sehingga perlu ditemukan keseimbangan. Banyak sampo komersial menggunakan SLES yang mengandung rata-rata 1 hingga 3 unit etoksi.
Singkatnya, SLES hemat biaya dalam formulasi sampo. Selain menghasilkan busa yang melimpah, memiliki ketahanan yang kuat terhadap air sadah, mudah mengentalkan, dan memiliki flokulasi kationik yang cepat, SLES tetap menjadi surfaktan utama dalam sampo saat ini.
2. Surfaktan asam amino
Dalam beberapa tahun terakhir, karena SLES mengandung dioksana, konsumen beralih ke sistem surfaktan yang lebih ringan, seperti sistem surfaktan asam amino, sistem surfaktan alkil glikosida, dan lain sebagainya.
Surfaktan asam amino terutama dibagi menjadi asil glutamat, N-asil sarkosinat, N-metilasil taurat, dan lain-lain.
2.1 Asil glutamat
Asil glutamat dibagi menjadi garam monosodium dan garam disodium. Larutan air garam monosodium bersifat asam, dan larutan air garam disodium bersifat basa. Sistem surfaktan asil glutamat memiliki kemampuan pembusaan, sifat pembasahan dan pencucian yang sesuai, serta ketahanan terhadap air keras yang lebih baik atau serupa dengan SLES. Sistem ini sangat aman, tidak menyebabkan iritasi kulit akut dan sensitisasi, serta memiliki fototoksisitas rendah. Iritasi sekali pakai pada mukosa mata ringan, dan iritasi pada kulit yang terluka (larutan fraksi massa 5%) mendekati iritasi air. Asil glutamat yang lebih representatif adalah dinatrium kokoil glutamat. Dinatrium kokoil glutamat dibuat dari asam kelapa alami yang sangat aman dan asam glutamat setelah asil klorida. Li Qiang dkk. Dalam penelitian “Research on the Application of Disodium Cocoyl Glutamate in Silicone-Free Shampoos” ditemukan bahwa penambahan disodium cocoyl glutamate ke dalam sistem SLES dapat meningkatkan kemampuan pembusaan sistem dan mengurangi gejala iritasi sampo yang mirip SLES. Pada faktor pengenceran 10 kali, 20 kali, 30 kali, dan 50 kali, disodium cocoyl glutamate tidak memengaruhi kecepatan dan intensitas flokulasi sistem. Pada faktor pengenceran 70 kali atau 100 kali, efek flokulasi lebih baik, tetapi pengentalan lebih sulit. Alasannya adalah terdapat dua gugus karboksil dalam molekul disodium cocoyl glutamate, dan gugus kepala hidrofilik terhalang di antarmuka. Area yang lebih besar menghasilkan parameter pengemasan kritis yang lebih kecil, dan surfaktan mudah menggumpal menjadi bentuk bulat, sehingga sulit membentuk misel seperti cacing, dan sulit mengental.
2.2 N-asil sarkosinat
N-asil sarkosinat memiliki efek pembasahan dalam kisaran netral hingga asam lemah, memiliki efek pembusaan dan penstabilan yang kuat, dan memiliki toleransi tinggi terhadap air sadah dan elektrolit. Yang paling representatif adalah natrium lauroil sarkosinat. Natrium lauroil sarkosinat memiliki efek pembersihan yang sangat baik. Ini adalah surfaktan anionik tipe asam amino yang disiapkan dari sumber alami asam laurat dan natrium sarkosinat melalui reaksi empat langkah ftalisasi, kondensasi, pengasaman, dan pembentukan garam. Kinerja natrium lauroil sarkosinat dalam hal kinerja pembusaan, volume busa, dan kinerja penghilangan busa mendekati natrium laureth sulfat. Namun, dalam sistem sampo yang mengandung polimer kationik yang sama, kurva flokulasi keduanya menunjukkan perbedaan yang jelas. Pada tahap pembusaan dan penggosokan, sampo sistem asam amino memiliki daya gosok yang lebih rendah daripada sistem sulfat; Pada tahap pembilasan, tidak hanya kelicinan pembilasan sedikit lebih rendah, tetapi juga kecepatan pembilasan sampo asam amino lebih rendah daripada sampo sulfat. Wang Kuan dkk. menemukan bahwa sistem senyawa natrium lauroil sarkosinat dan surfaktan nonionik, anionik, dan zwitterionik. Dengan mengubah parameter seperti dosis dan rasio surfaktan, ditemukan bahwa untuk sistem senyawa biner, sejumlah kecil alkil glikosida dapat mencapai pengentalan sinergis; sedangkan dalam sistem senyawa terner, rasio memiliki dampak besar pada viskositas sistem, di antaranya kombinasi natrium lauroil sarkosinat, kokamidopropil betaine, dan alkil glikosida dapat mencapai efek pengentalan sendiri yang lebih baik. Sistem surfaktan asam amino dapat belajar dari skema pengentalan jenis ini.
2.3 N-Metilasiltaurin
Sifat fisik dan kimia N-metilasil taurat mirip dengan natrium alkil sulfat dengan panjang rantai yang sama. Senyawa ini juga memiliki sifat pembusaan yang baik dan tidak mudah terpengaruh oleh pH dan kesadahan air. Ia memiliki sifat pembusaan yang baik dalam kisaran asam lemah, bahkan dalam air sadah, sehingga memiliki jangkauan penggunaan yang lebih luas daripada alkil sulfat, dan kurang mengiritasi kulit daripada N-natrium lauroil glutamat dan natrium lauril fosfat. Mendekati, jauh lebih rendah daripada SLES, ia merupakan surfaktan ringan dengan iritasi rendah. Yang lebih representatif adalah natrium metil kokoil taurat. Natrium metil kokoil taurat terbentuk dari kondensasi asam lemak alami dan natrium metil taurat. Ini adalah surfaktan asam amino umum dengan busa yang melimpah dan stabilitas busa yang baik. Pada dasarnya tidak terpengaruh oleh pH dan efek kesadahan air. Natrium metil kokoil taurat memiliki efek pengentalan sinergis dengan surfaktan amfoter, terutama surfaktan amfoter tipe betaine. Zheng Xiaomei dkk. dalam “Penelitian tentang Kinerja Aplikasi Empat Surfaktan Asam Amino dalam Sampo” berfokus pada natrium kokoil glutamat, natrium kokoil alanat, natrium lauroil sarkosinat, dan natrium lauroil aspartat. Sebuah studi perbandingan dilakukan pada kinerja aplikasi dalam sampo. Dengan mengambil natrium laureth sulfat (SLES) sebagai referensi, kinerja pembusaan, kemampuan pembersihan, kinerja pengentalan, dan kinerja flokulasi dibahas. Melalui percobaan, disimpulkan bahwa kinerja pembusaan natrium kokoil alanin dan natrium lauroil sarkosinat sedikit lebih baik daripada SLES; kemampuan pembersihan keempat surfaktan asam amino tersebut memiliki sedikit perbedaan, dan semuanya sedikit lebih baik daripada SLES; kinerja pengentalan umumnya lebih rendah daripada SLES. Dengan menambahkan pengental untuk menyesuaikan viskositas sistem, viskositas sistem natrium kokoil alanin dapat ditingkatkan hingga 1500 Pa·s, sedangkan viskositas tiga sistem asam amino lainnya masih lebih rendah dari 1000 Pa·s. Kurva flokulasi keempat surfaktan asam amino lebih lembut daripada SLES, menunjukkan bahwa sampo asam amino membilas lebih lambat, sedangkan sistem sulfat membilas sedikit lebih cepat. Singkatnya, saat mengentalkan formula sampo asam amino, Anda dapat mempertimbangkan untuk menambahkan surfaktan nonionik untuk meningkatkan konsentrasi misel demi pengentalan. Anda juga dapat menambahkan pengental polimer seperti PEG-120 metilglukosa dioleat. Selain itu, mencampurkan kondisioner kationik yang sesuai untuk meningkatkan kemudahan menyisir masih menjadi kesulitan dalam jenis formulasi ini.
3. Surfaktan alkil glikosida nonionik
Selain surfaktan asam amino, surfaktan alkil glikosida nonionik (APG) telah menarik perhatian luas dalam beberapa tahun terakhir karena iritasinya yang rendah, ramah lingkungan, dan kompatibilitas yang baik dengan kulit. Dikombinasikan dengan surfaktan seperti sulfat polieter alkohol lemak (SLES), APG nonionik mengurangi tolakan elektrostatik gugus anionik SLES, sehingga membentuk misel besar dengan struktur seperti batang. Misel tersebut cenderung kurang menembus kulit. Hal ini mengurangi interaksi dengan protein kulit dan iritasi yang dihasilkan. Fu Yanling dkk. menemukan bahwa SLES digunakan sebagai surfaktan anionik, kokamidopropil betaine dan natrium lauroamfoasetat digunakan sebagai surfaktan zwitterionik, dan desil glukosida dan kokoil glukosida digunakan sebagai surfaktan nonionik. Setelah pengujian, surfaktan anionik memiliki sifat pembusaan terbaik, diikuti oleh surfaktan zwitterionik, dan APG memiliki sifat pembusaan terburuk; Sampo dengan surfaktan anionik sebagai zat aktif permukaan utama memiliki flokulasi yang jelas, sedangkan surfaktan zwitterionik dan APG memiliki sifat pembusaan terburuk. Tidak terjadi flokulasi; dalam hal sifat pembilasan dan penyisiran rambut basah, urutan dari terbaik hingga terburuk adalah: APG > anion > zwitterionik, sedangkan pada rambut kering, sifat penyisiran sampo dengan anion dan zwitterionik sebagai surfaktan utama setara. Sampo dengan APG sebagai surfaktan utama memiliki sifat penyisiran terburuk; uji membran korioallantoik embrio ayam menunjukkan bahwa sampo dengan APG sebagai surfaktan utama adalah yang paling lembut, sedangkan sampo dengan anion dan zwitterionik sebagai surfaktan utama adalah yang paling lembut. APG memiliki CMC rendah dan merupakan deterjen yang sangat efektif untuk kulit dan lipid sebum. Oleh karena itu, APG bertindak sebagai surfaktan utama dan cenderung membuat rambut terasa kering dan kaku. Meskipun lembut di kulit, surfaktan ini juga dapat menghilangkan lipid dan meningkatkan kekeringan kulit. Oleh karena itu, ketika menggunakan APG sebagai surfaktan utama, Anda perlu mempertimbangkan sejauh mana surfaktan tersebut menghilangkan lipid kulit. Pelembap yang sesuai dapat ditambahkan ke dalam formula untuk mencegah ketombe. Untuk mengatasi kekeringan, penulis juga berpendapat bahwa surfaktan ini dapat digunakan sebagai sampo pengontrol minyak, hanya sebagai referensi.
Singkatnya, kerangka utama aktivitas permukaan dalam formula sampo saat ini masih didominasi oleh aktivitas permukaan anionik, yang pada dasarnya terbagi menjadi dua sistem utama. Pertama, SLES dikombinasikan dengan surfaktan zwitterionik atau surfaktan non-ionik untuk mengurangi iritasi. Sistem formula ini memiliki busa yang melimpah, mudah mengental, dan memiliki flokulasi cepat dari kondisioner kationik dan minyak silikon serta biaya rendah, sehingga masih menjadi sistem surfaktan utama di pasaran. Kedua, garam asam amino anionik dikombinasikan dengan surfaktan zwitterionik untuk meningkatkan kinerja pembusaan, yang merupakan titik panas dalam pengembangan pasar. Jenis produk formula ini lembut dan memiliki busa yang melimpah. Namun, karena formula sistem garam asam amino mengalami flokulasi dan pembilasan yang lambat, rambut yang menggunakan produk jenis ini relatif kering. APG non-ionik telah menjadi arah baru dalam pengembangan sampo karena kompatibilitasnya yang baik dengan kulit. Kesulitan dalam mengembangkan formula jenis ini adalah menemukan surfaktan yang lebih efisien untuk meningkatkan kekayaan busanya, dan menambahkan pelembap yang sesuai untuk mengurangi dampak APG pada kondisi kulit kepala kering.
Waktu posting: 21 Desember 2023