Lo shampoo è un prodotto utilizzato quotidianamente per rimuovere lo sporco dal cuoio capelluto e dai capelli e mantenerli puliti. Gli ingredienti principali dello shampoo sono tensioattivi (chiamati anche tensioattivi), addensanti, balsami, conservanti, ecc. L'ingrediente più importante sono i tensioattivi. Le funzioni dei tensioattivi includono non solo la pulizia, la formazione di schiuma, il controllo del comportamento reologico e la delicatezza sulla pelle, ma svolgono anche un ruolo chiave nella flocculazione cationica. Poiché il polimero cationico può depositarsi sui capelli, il processo è strettamente correlato all'attività superficiale, che favorisce anche la deposizione di altri componenti benefici (come l'emulsione siliconica e i principi attivi antiforfora). Cambiare il sistema tensioattivo o i livelli di elettroliti causerà sempre una reazione a catena di effetti polimerici condizionanti nello shampoo.
1. Attività della tabella SLES
L'SLS ha un buon effetto idratante, può produrre una schiuma ricca e tende a produrre schiuma istantanea. Tuttavia, interagisce fortemente con le proteine ed è altamente irritante per la pelle, quindi viene raramente utilizzato come principale agente di superficie. L'attuale principale ingrediente attivo degli shampoo è l'SLES. L'effetto di adsorbimento dell'SLES su pelle e capelli è ovviamente inferiore a quello del corrispondente SLS. I prodotti SLES con un grado di etossilazione più elevato non avranno in realtà alcun effetto di adsorbimento. Inoltre, la schiuma dell'SLES ha una buona stabilità e una forte resistenza all'acqua dura. La pelle, in particolare le mucose, è molto più tollerante all'SLES rispetto all'SLS. Il sodio lauriletere solfato e l'ammonio lauriletere solfato sono i due tensioattivi SLES più utilizzati sul mercato. Le ricerche di Long Zhike e altri hanno scoperto che il laureth solfato ammina ha una maggiore viscosità della schiuma, una buona stabilità della schiuma, un volume di schiuma moderato, una buona detergenza e capelli più morbidi dopo il lavaggio, ma il sale di ammonio laureth solfato. L'ammoniaca gassosa si dissocia in condizioni alcaline, quindi il sodio laureth solfato, che richiede un intervallo di pH più ampio, è più ampiamente utilizzato, ma è anche più irritante dei sali di ammonio. Il numero di unità etossiliche SLES è solitamente compreso tra 1 e 5 unità. L'aggiunta di gruppi etossilici ridurrà la concentrazione micellare critica (CMC) dei tensioattivi solfatati. La maggiore diminuzione della CMC si verifica dopo l'aggiunta di un solo gruppo etossilico, mentre dopo l'aggiunta di 2-4 gruppi etossilici, la diminuzione è molto inferiore. Con l'aumento delle unità etossiliche, la compatibilità dell'AES con la pelle migliora e non si osserva quasi nessuna irritazione cutanea nell'SLES contenente circa 10 unità etossiliche. Tuttavia, l'introduzione di gruppi etossilici aumenta la solubilità del tensioattivo, ostacolando la formazione di viscosità, quindi è necessario trovare un equilibrio. Molti shampoo commerciali utilizzano SLES contenente in media da 1 a 3 unità etossiliche.
In sintesi, l'SLES è conveniente nelle formulazioni degli shampoo. Non solo produce una schiuma ricca, è altamente resistente all'acqua dura, è facile da addensare e ha una rapida flocculazione cationica, quindi è ancora il tensioattivo più diffuso negli shampoo attuali.
2. Tensioattivi aminoacidici
Negli ultimi anni, poiché l'SLES contiene diossano, i consumatori si sono rivolti a sistemi tensioattivi più delicati, come i sistemi tensioattivi aminoacidici, i sistemi tensioattivi alchilglicosidi, ecc.
I tensioattivi degli amminoacidi si dividono principalmente in acil glutammato, N-acil sarcosinato, N-metilacil taurato, ecc.
2.1 Acil glutammato
Gli acil glutammati si dividono in sali monosodici e sali disodici. La soluzione acquosa di sali monosodici è acida, mentre la soluzione acquosa di sali disodici è alcalina. Il sistema tensioattivo acil glutammato ha un'adeguata capacità schiumogena, proprietà umettanti e lavanti e una resistenza all'acqua dura, migliori o simili a quelle dell'SLES. È altamente sicuro, non causa irritazioni cutanee acute e sensibilizzazione e ha una bassa fototossicità. L'irritazione una tantum della mucosa oculare è lieve e l'irritazione sulla pelle lesa (frazione di massa della soluzione al 5%) è simile a quella dell'acqua. L'acil glutammato più rappresentativo è il disodio cocoil glutammato. Il disodio cocoil glutammato è ottenuto da acido di cocco naturale estremamente sicuro e acido glutammico dopo cloruro di acile. Li Qiang et al. In "Ricerca sull'applicazione del disodio cocoil glutammato negli shampoo senza silicone" si è scoperto che l'aggiunta di disodio cocoil glutammato al sistema SLES può migliorare la capacità schiumogena del sistema e ridurre i sintomi simili a quelli dello SLES. Irritazione da shampoo. Quando il fattore di diluizione era 10, 20, 30 e 50 volte, il disodio cocoil glutammato non ha influenzato la velocità e l'intensità della flocculazione del sistema. Quando il fattore di diluizione è 70 o 100 volte, l'effetto flocculante è migliore, ma l'addensamento è più difficile. Il motivo è che ci sono due gruppi carbossilici nella molecola di disodio cocoil glutammato e il gruppo di testa idrofilo viene intercettato all'interfaccia. L'area maggiore si traduce in un parametro critico di impaccamento inferiore e il tensioattivo si aggrega facilmente in una forma sferica, rendendo difficile la formazione di micelle vermiformi, rendendo difficile l'addensamento.
2.2 N-acil sarcosinato
L'N-acil sarcosinato ha un effetto bagnante nell'intervallo neutro-debolmente acido, ha forti effetti schiumogeni e stabilizzanti e ha un'elevata tolleranza all'acqua dura e agli elettroliti. Il più rappresentativo è il lauroil sarcosinato di sodio. Il lauroil sarcosinato di sodio ha un eccellente effetto detergente. È un tensioattivo anionico di tipo amminoacidico preparato da fonti naturali di acido laurico e sarcosinato di sodio attraverso una reazione in quattro fasi di ftalizzazione, condensazione, acidificazione e formazione di sali. Le prestazioni del lauroil sarcosinato di sodio in termini di capacità schiumogena, volume di schiuma e capacità antischiuma sono simili a quelle del lauril solfato di sodio. Tuttavia, nel sistema shampoo contenente lo stesso polimero cationico, le curve di flocculazione dei due esistono. Una differenza evidente. Nella fase di schiumatura e sfregamento, lo shampoo con sistema amminoacidico ha una scivolosità allo sfregamento inferiore rispetto al sistema solfato; Nella fase di lavaggio, non solo la scivolosità del lavaggio è leggermente inferiore, ma anche la velocità di lavaggio dello shampoo a base di amminoacidi è inferiore a quella dello shampoo a base di solfati. Wang Kuan et al. hanno scoperto che il sistema composto da sodio lauroil sarcosinato e tensioattivi non ionici, anionici e zwitterionici. Modificando parametri come il dosaggio e il rapporto dei tensioattivi, si è scoperto che per i sistemi composti binari, una piccola quantità di glicosidi alchilici può ottenere un addensamento sinergico; mentre nei sistemi composti ternari, il rapporto ha un grande impatto sulla viscosità del sistema, tra cui la combinazione di sodio lauroil sarcosinato, cocamidopropil betaina e glicosidi alchilici può ottenere migliori effetti autoaddensanti. I sistemi tensioattivi a base di amminoacidi possono imparare da questo tipo di schema di addensamento.
2.3 N-metilaciltaurina
Le proprietà fisiche e chimiche dell'N-metilacil taurato sono simili a quelle del sodio alchil solfato con la stessa lunghezza di catena. Ha anche buone proprietà schiumogene e non è facilmente influenzato dal pH e dalla durezza dell'acqua. Ha buone proprietà schiumogene nell'intervallo debolmente acido, anche in acqua dura, quindi ha una gamma di usi più ampia rispetto agli alchil solfati, ed è meno irritante per la pelle rispetto all'N-sodio lauroil glutammato e al sodio lauril fosfato. Vicino, ma molto inferiore allo SLES, è un tensioattivo delicato e poco irritante. Il più rappresentativo è il sodio metil cocoil taurato. Il sodio metil cocoil taurato si forma dalla condensazione di acidi grassi di origine naturale e sodio metil taurato. È un tensioattivo amminoacidico generalizzato con schiuma ricca e buona stabilità della schiuma. È sostanzialmente indifferente al pH e all'acqua. Effetto durezza. Il sodio metilcocoil taurato ha un effetto addensante sinergico con i tensioattivi anfoteri, in particolare quelli di tipo betaina. Zheng Xiaomei et al., in "Ricerca sulle prestazioni applicative di quattro tensioattivi aminoacidici negli shampoo", si sono concentrati su sodio cocoil glutammato, sodio cocoil alanato, sodio lauroil sarcosinato e sodio lauroil aspartato. È stato condotto uno studio comparativo sulle prestazioni applicative nello shampoo. Prendendo come riferimento il sodio laureth solfato (SLES), sono state discusse le prestazioni schiumogene, la capacità detergente, le prestazioni addensanti e le prestazioni di flocculazione. Attraverso esperimenti, si è concluso che le prestazioni schiumogene di sodio cocoil alanina e sodio lauroil sarcosinato sono leggermente migliori di quelle di SLES; la capacità detergente dei quattro tensioattivi aminoacidici presenta poche differenze e sono tutti leggermente migliori di SLES; le prestazioni addensanti sono generalmente inferiori a quelle di SLES. Aggiungendo un addensante per regolare la viscosità del sistema, la viscosità del sistema sodio-cocoil-alanina può essere aumentata a 1500 Pa·s, mentre la viscosità degli altri tre sistemi amminoacidici è ancora inferiore a 1000 Pa·s. Le curve di flocculazione dei quattro tensioattivi amminoacidici sono più delicate di quelle dell'SLES, indicando che lo shampoo amminoacidico ha un'azione di lavaggio più lenta, mentre il sistema solfato ha un'azione di lavaggio leggermente più rapida. In sintesi, quando si addensa la formula dello shampoo amminoacidico, si può considerare l'aggiunta di tensioattivi non ionici per aumentare la concentrazione micellare ai fini dell'addensamento. È anche possibile aggiungere addensanti polimerici come il dioleato di metilglucosio PEG-120. Inoltre, la formulazione di condizionanti cationici appropriati per migliorare la pettinabilità è ancora difficile in questo tipo di formulazione.
3. Tensioattivi glicosidi alchilici non ionici
Oltre ai tensioattivi amminoacidici, negli ultimi anni i tensioattivi alchilglicosidi non ionici (APG) hanno attirato grande attenzione grazie alla loro bassa irritazione, al basso impatto ambientale e alla buona compatibilità cutanea. In combinazione con tensioattivi come i polieteri solfati di alcoli grassi (SLES), gli APG non ionici riducono la repulsione elettrostatica dei gruppi anionici dello SLES, formando così grandi micelle con una struttura a bastoncino. Tali micelle hanno meno probabilità di penetrare nella pelle. Ciò riduce l'interazione con le proteine cutanee e la conseguente irritazione. Fu Yanling et al. hanno scoperto che lo SLES veniva utilizzato come tensioattivo anionico, la cocamidopropil betaina e il lauroamfoacetato di sodio venivano utilizzati come tensioattivi zwitterionici e il decil glucoside e il cocoil glucoside venivano utilizzati come tensioattivi non ionici. Agenti attivi: dopo i test, i tensioattivi anionici hanno le migliori proprietà schiumogene, seguiti dai tensioattivi zwitterionici, e gli APG hanno le peggiori proprietà schiumogene; gli shampoo con tensioattivi anionici come principali agenti tensioattivi presentano un'evidente flocculazione, mentre i tensioattivi zwitterionici e gli APG hanno le peggiori proprietà schiumogene. Non si è verificata alcuna flocculazione; in termini di risciacquo e pettinabilità dei capelli bagnati, l'ordine dal migliore al peggiore è: APG > anioni > zwitterionici, mentre sui capelli asciutti, le proprietà pettinabili degli shampoo con anioni e zwitterioni come tensioattivi principali sono equivalenti. Lo shampoo con APG come tensioattivo principale ha le peggiori proprietà pettinabili; il test della membrana corioallantoidea dell'embrione di pollo mostra che lo shampoo con APG come tensioattivo principale è il più delicato, mentre lo shampoo con anioni e zwitterioni come tensioattivi principali è il più delicato. Abbastanza. Gli APG hanno un basso CMC e sono detergenti molto efficaci per la pelle e i lipidi sebacei. Pertanto, gli APG agiscono come tensioattivi principali e tendono a rendere i capelli secchi e sfibrati. Sebbene siano delicati sulla pelle, possono anche estrarre i lipidi e aumentare la secchezza cutanea. Pertanto, quando si utilizzano gli APG come tensioattivi principali, è necessario considerare in che misura rimuovono i lipidi cutanei. È possibile aggiungere alla formula idratanti appropriati per prevenire la forfora. Per la secchezza, l'autore ritiene che possa essere utilizzato anche come shampoo sebo-controllante, a solo scopo illustrativo.
In sintesi, l'attuale quadro generale dell'attività superficiale nelle formule degli shampoo è ancora dominato dall'attività superficiale anionica, che si divide sostanzialmente in due sistemi principali. In primo luogo, l'SLES viene combinato con tensioattivi zwitterionici o non ionici per ridurne l'irritazione. Questo sistema di formulazione ha una schiuma ricca, è facile da addensare e offre una rapida flocculazione dei condizionanti cationici e degli oli siliconici, oltre a un costo contenuto, quindi è ancora il sistema di tensioattivi più diffuso sul mercato. In secondo luogo, i sali di amminoacidi anionici vengono combinati con tensioattivi zwitterionici per aumentare le prestazioni schiumogene, un aspetto molto importante nello sviluppo del mercato. Questo tipo di prodotto è delicato e ha una schiuma ricca. Tuttavia, poiché la formula del sistema di sali di amminoacidi floccula e si risciacqua lentamente, i capelli di questo tipo di prodotto risultano relativamente secchi. Gli APG non ionici sono diventati una nuova direzione nello sviluppo degli shampoo grazie alla loro buona compatibilità con la pelle. La difficoltà nello sviluppo di questo tipo di formula è trovare tensioattivi più efficaci per aumentarne la ricchezza schiumosa e aggiungere idratanti adatti per alleviare l'impatto degli APG sul cuoio capelluto. Condizioni di secchezza.
Data di pubblicazione: 21-12-2023