შამპუნის ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების კვლევის პროგრესი

შამპუნი არის პროდუქტი, რომელიც გამოიყენება ყოველდღიურ ცხოვრებაში თავის კანისა და თმისგან ჭუჭყის მოსაშორებლად და თავის კანისა და თმის სისუფთავის შესანარჩუნებლად. შამპუნის ძირითადი ინგრედიენტებია ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები (ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები), გასქელებები, კონდიციონერები, კონსერვანტები და ა.შ. ყველაზე მნიშვნელოვანი ინგრედიენტია ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები. ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ფუნქციები მოიცავს არა მხოლოდ გაწმენდას, ქაფის წარმოქმნას, რეოლოგიური ქცევის კონტროლს და კანის სირბილეს, არამედ მნიშვნელოვან როლს თამაშობენ კათიონურ ფლოკულაციაში. რადგან კათიონური პოლიმერი შეიძლება დაილექოს თმაზე, ეს პროცესი მჭიდრო კავშირშია ზედაპირულ აქტივობასთან და ზედაპირული აქტივობა ასევე ხელს უწყობს სხვა სასარგებლო კომპონენტების (მაგალითად, სილიკონის ემულსია, ქერტლის საწინააღმდეგო აქტიური ნივთიერებები) დალექვას. ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების სისტემის შეცვლა ან ელექტროლიტების დონის შეცვლა ყოველთვის გამოიწვევს შამპუნში კონდიცირების პოლიმერული ეფექტების ჯაჭვურ რეაქციას.

1.SLES ცხრილის აქტივობა

SLS-ს აქვს კარგი დამატენიანებელი ეფექტი, შეუძლია წარმოქმნას უხვი ქაფი და მიდრეკილია ელვისებური ქაფის წარმოქმნისკენ. თუმცა, მას აქვს ძლიერი ურთიერთქმედება ცილებთან და ძლიერ აღიზიანებს კანს, ამიტომ იშვიათად გამოიყენება, როგორც ძირითადი ზედაპირული აქტივობა. შამპუნების ამჟამინდელი მთავარი აქტიური ინგრედიენტი არის SLES. SLES-ის ადსორბციული ეფექტი კანსა და თმაზე აშკარად უფრო დაბალია, ვიდრე შესაბამისი SLS-ის. SLES პროდუქტებს, რომლებსაც აქვთ ეთოქსილირების უფრო მაღალი ხარისხი, სინამდვილეში არ აქვთ ადსორბციული ეფექტი. გარდა ამისა, SLES-ის ქაფს აქვს კარგი სტაბილურობა და ძლიერი წინააღმდეგობა მყარი წყლის მიმართ. კანი, განსაკუთრებით ლორწოვანი გარსი, გაცილებით უფრო ტოლერანტულია SLES-ის მიმართ, ვიდრე SLS-ის. ნატრიუმის ლაურეთ სულფატი და ამონიუმის ლაურეთ სულფატი ბაზარზე ორი ყველაზე ფართოდ გამოყენებული SLES ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებაა. ლონგ ჟიკეს და სხვების მიერ ჩატარებულმა კვლევამ აჩვენა, რომ ლაურეთ სულფატის ამინს აქვს უფრო მაღალი ქაფის სიბლანტე, კარგი ქაფის სტაბილურობა, ზომიერი ქაფის მოცულობა, კარგი სარეცხი უნარი და უფრო რბილი თმა დაბანის შემდეგ, მაგრამ ლაურეთ სულფატის ამონიუმის მარილის ამიაკის აირი დისოცირდება ტუტე პირობებში, ამიტომ ნატრიუმის ლაურეთ სულფატი, რომელიც მოითხოვს უფრო ფართო pH დიაპაზონს, უფრო ფართოდ გამოიყენება, მაგრამ ის ასევე უფრო გამაღიზიანებელია, ვიდრე ამონიუმის მარილები. SLES ეთოქსი ერთეულების რაოდენობა ჩვეულებრივ 1-დან 5 ერთეულამდეა. ეთოქსი ჯგუფების დამატება ამცირებს სულფატური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების კრიტიკულ მიცელურ კონცენტრაციას (CMC). CMC-ის ყველაზე დიდი შემცირება ხდება მხოლოდ ერთი ეთოქსი ჯგუფის დამატების შემდეგ, ხოლო 2-დან 4 ეთოქსი ჯგუფის დამატების შემდეგ, შემცირება გაცილებით ნაკლებია. ეთოქსი ერთეულების ზრდასთან ერთად, AES-ის თავსებადობა კანთან უმჯობესდება და თითქმის არ შეინიშნება კანის გაღიზიანება დაახლოებით 10 ეთოქსი ერთეულს შემცველ SLES-ში. თუმცა, ეთოქსი ჯგუფების შეყვანა ზრდის ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების ხსნადობას, რაც ხელს უშლის სიბლანტის წარმოქმნას, ამიტომ საჭიროა ბალანსის პოვნა. ბევრი კომერციული შამპუნი იყენებს SLES-ს, რომელიც საშუალოდ 1-დან 3-მდე ეთოქსი ერთეულს შეიცავს.

შეჯამებისთვის, SLES შამპუნის ფორმულირებებში ეკონომიურია. მას არა მხოლოდ მდიდარი ქაფი აქვს, მყარი წყლის მიმართ ძლიერი მდგრადობა აქვს, ადვილად სქელდება და სწრაფი კათიონური ფლოკულაცია აქვს, ამიტომ ის კვლავ წარმოადგენს ძირითად ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებას თანამედროვე შამპუნებში. 

2. ამინომჟავების ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები

ბოლო წლებში, რადგან SLES შეიცავს დიოქსანს, მომხმარებლები მიმართავენ უფრო რბილ ზედაპირულად აქტიურ სისტემებს, როგორიცაა ამინომჟავების ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების სისტემები, ალკილ გლიკოზიდური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების სისტემები და ა.შ.

ამინომჟავების ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ძირითადად იყოფა აცილ გლუტამატად, N-აცილ სარკოზინატად, N-მეთილაცილ ტაურატად და ა.შ.

2.1 აცილ გლუტამატი

აცილ გლუტამატები იყოფა მონოსოდიუმის მარილებად და დინატრიუმის მარილებად. მონოსოდიუმის მარილების წყალხსნარი მჟავეა, ხოლო დინატრიუმის მარილების წყალხსნარი ტუტე. აცილ გლუტამატის ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების სისტემას აქვს შესაბამისი ქაფის წარმოქმნის უნარი, დატენიანების და გამრეცხი თვისებები და მყარი წყლისადმი მდგრადობა, რაც უკეთესია ან მსგავსია SLES-თან შედარებით. ის ძალიან უსაფრთხოა, არ იწვევს კანის მწვავე გაღიზიანებას და სენსიბილიზაციას და აქვს დაბალი ფოტოტოქსიკურობა. თვალის ლორწოვანი გარსის ერთჯერადი გაღიზიანება მსუბუქია, ხოლო დაზიანებული კანის გაღიზიანება (მასური ფრაქცია 5%-იანი ხსნარი) ახლოსაა წყლის გაღიზიანებასთან. უფრო წარმომადგენლობითი აცილ გლუტამატია დინატრიუმის კოკოილ გლუტამატი. . დინატრიუმის კოკოილ გლუტამატი მზადდება უკიდურესად უსაფრთხო ბუნებრივი ქოქოსის მჟავისა და გლუტამინის მჟავისგან აცილ ქლორიდის შემდეგ. ლი ციანგმა და სხვებმა აღმოაჩინეს „კვლევა დინატრიუმის კოკოილ გლუტამატის სილიკონის გარეშე შამპუნებში გამოყენების შესახებ“ რომ დინატრიუმის კოკოილ გლუტამატის SLES სისტემაში დამატებამ შეიძლება გააუმჯობესოს სისტემის ქაფის წარმოქმნის უნარი და შეამციროს SLES-ის მსგავსი სიმპტომები. შამპუნის გაღიზიანება. როდესაც განზავების კოეფიციენტი 10-ჯერ, 20-ჯერ, 30-ჯერ და 50-ჯერ იყო, დინატრიუმის კოკოილ გლუტამატი გავლენას არ ახდენდა სისტემის ფლოკულაციის სიჩქარესა და ინტენსივობაზე. როდესაც განზავების კოეფიციენტი 70-ჯერ ან 100-ჯერ არის, ფლოკულაციის ეფექტი უკეთესია, მაგრამ გასქელება უფრო რთულია. მიზეზი ის არის, რომ დინატრიუმის კოკოილ გლუტამატის მოლეკულაში ორი კარბოქსილის ჯგუფია და ჰიდროფილური თავიანი ჯგუფი ინტერფეისზეა გადაჭრილი. უფრო დიდი ფართობი იწვევს უფრო მცირე კრიტიკული შეფუთვის პარამეტრს და ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება ადვილად აგრეგირდება სფერულ ფორმაში, რაც ართულებს ჭიის მსგავსი მიცელების წარმოქმნას, რაც ართულებს მის გასქელებას.

2.2 N-აცილ სარკოზინატი

N-აცილ სარკოზინატს აქვს დამატენიანებელი ეფექტი ნეიტრალურ და სუსტად მჟავე დიაპაზონში, აქვს ძლიერი ქაფიანი და სტაბილიზირებული ეფექტი და მაღალი ტოლერანტობა მყარი წყლისა და ელექტროლიტების მიმართ. ყველაზე წარმომადგენელია ნატრიუმის ლაუროილ სარკოზინატი. ნატრიუმის ლაუროილ სარკოზინატს აქვს შესანიშნავი გამწმენდი ეფექტი. ეს არის ამინომჟავის ტიპის ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება, რომელიც მზადდება ლაურინის მჟავასა და ნატრიუმის სარკოზინატის ბუნებრივი წყაროებიდან ფტალიზაციის, კონდენსაციის, მჟავიანობისა და მარილის წარმოქმნის ოთხსაფეხურიანი რეაქციის გზით. ნატრიუმის ლაუროილ სარკოზინატის მახასიათებლები ქაფიანი მახასიათებლების, ქაფის მოცულობისა და ქაფის საწინააღმდეგო მახასიათებლების თვალსაზრისით ახლოსაა ნატრიუმის ლაურეთ სულფატის მაჩვენებლებთან. თუმცა, იმავე კათიონური პოლიმერის შემცველ შამპუნის სისტემაში, ორივეს ფლოკულაციის მრუდები აშკარა განსხვავებაა. ქაფიანი და ხახუნის ეტაპზე, ამინომჟავების სისტემას შამპუნს უფრო დაბალი ხახუნის უნარი აქვს, ვიდრე სულფატის სისტემას; გამორეცხვის ეტაპზე, არა მხოლოდ გამორეცხვისას სრიალი ოდნავ დაბალია, არამედ ამინომჟავური შამპუნის გამორეცხვის სიჩქარეც უფრო დაბალია, ვიდრე სულფატური შამპუნის. ვანგ კუანმა და სხვებმა აღმოაჩინეს, რომ ნატრიუმის ლაუროილ სარკოზინატისა და არაიონური, ანიონური და ცვიტერიონული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ნაერთი სისტემა. ისეთი პარამეტრების შეცვლით, როგორიცაა ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების დოზა და თანაფარდობა, აღმოჩნდა, რომ ბინარული ნაერთის სისტემებისთვის, ალკილ გლიკოზიდების მცირე რაოდენობას შეუძლია სინერგიული გასქელების მიღწევა; მაშინ როდესაც სამნაერთის სისტემებში თანაფარდობას დიდი გავლენა აქვს სისტემის სიბლანტეზე, მათ შორის ნატრიუმის ლაუროილ სარკოზინატის, კოკამიდოპროპილ ბეტაინის და ალკილ გლიკოზიდების კომბინაციას შეუძლია უკეთესი თვითშესქელების ეფექტის მიღწევა. ამინომჟავური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების სისტემებს შეუძლიათ ისწავლონ ამ ტიპის გასქელების სქემიდან.

2.3 N-მეთილაცილტაურინი

N-მეთილაცილ ტაურატის ფიზიკური და ქიმიური თვისებები მსგავსია იმავე ჯაჭვის სიგრძის ნატრიუმის ალკილ სულფატისა. მას ასევე აქვს კარგი ქაფიანი თვისებები და მასზე ადვილად არ მოქმედებს pH და წყლის სიხისტე. მას აქვს კარგი ქაფიანი თვისებები სუსტად მჟავე დიაპაზონში, თუნდაც მყარ წყალში, ამიტომ მას უფრო ფართო გამოყენების დიაპაზონი აქვს, ვიდრე ალკილ სულფატებს და ნაკლებად აღიზიანებს კანს, ვიდრე N-ნატრიუმის ლაუროილ გლუტამატი და ნატრიუმის ლაურილ ფოსფატი. SLES-თან ახლოს, გაცილებით დაბალია, ის არის დაბალი გამაღიზიანებელი, რბილი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება. უფრო წარმომადგენელია ნატრიუმის მეთილ კოკოილ ტაურატი. ნატრიუმის მეთილ კოკოილ ტაურატი წარმოიქმნება ბუნებრივად მიღებული ცხიმოვანი მჟავების და ნატრიუმის მეთილ ტაურატის კონდენსაციით. ეს არის გენერალიზებული ამინომჟავური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება მდიდარი ქაფით და კარგი ქაფის სტაბილურობით. მასზე ძირითადად არ მოქმედებს pH და წყალი. სიხისტის ეფექტი. ნატრიუმის მეთილ კოკოილ ტაურატს აქვს სინერგიული გასქელების ეფექტი ამფოტერულ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებთან, განსაკუთრებით ბეტაინის ტიპის ამფოტერულ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებთან. ჟენგ სიაომეი და სხვ. „შამპუნებში ოთხი ამინომჟავა ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების გამოყენების ეფექტურობის კვლევაში“ ყურადღება გამახვილდა ნატრიუმის კოკოილ გლუტამატზე, ნატრიუმის კოკოილ ალანატზე, ნატრიუმის ლაუროილ სარკოზინატსა და ნატრიუმის ლაუროილ ასპარტატზე. შამპუნში გამოყენების ეფექტურობის შედარებითი კვლევა ჩატარდა. ნატრიუმის ლაურეთ სულფატის (SLES) საცნობარო მაგალითის სახით აღებისას განხილული იქნა ქაფის წარმოქმნის, გაწმენდის უნარი, შესქელების ეფექტურობა და ფლოკულაციის ეფექტურობა. ექსპერიმენტების შედეგად დაასკვნეს, რომ ნატრიუმის კოკოილ ალანინისა და ნატრიუმის ლაუროილ სარკოზინატის ქაფის წარმოქმნის ეფექტურობა ოდნავ უკეთესია, ვიდრე SLES-ის; ოთხი ამინომჟავა ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების გაწმენდის უნარი მცირედით განსხვავდება და ისინი ოდნავ უკეთესია, ვიდრე SLES; შესქელების ეფექტურობა ზოგადად უფრო დაბალია, ვიდრე SLES. სისტემის სიბლანტის რეგულირებისთვის გასქელების დამატებით, ნატრიუმის კოკოილ ალანინის სისტემის სიბლანტე შეიძლება გაიზარდოს 1500 პა·წმ-მდე, ხოლო დანარჩენი სამი ამინომჟავის სისტემის სიბლანტე მაინც 1000 პა·წმ-ზე დაბალია. ოთხი ამინომჟავური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების ფლოკულაციის მრუდები უფრო ნაზია, ვიდრე SLES-ის, რაც მიუთითებს, რომ ამინომჟავური შამპუნი უფრო ნელა ირეცხება, ხოლო სულფატური სისტემა ოდნავ უფრო სწრაფად. შეჯამებისთვის, ამინომჟავური შამპუნის ფორმულის შესქელებისას, შეგიძლიათ გაითვალისწინოთ არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების დამატება მიცელის კონცენტრაციის გასაზრდელად გასქელების მიზნით. ასევე შეგიძლიათ დაამატოთ პოლიმერული გასქელებები, როგორიცაა PEG-120 მეთილგლუკოზის დიოლეატი. გარდა ამისა, ამ ტიპის ფორმულირებაში კვლავ რთულია შესაბამისი კათიონური კონდიციონერების შედგენა დავარცხნის გასაუმჯობესებლად.

3. არაიონური ალკილ გლიკოზიდური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები

ამინომჟავური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების გარდა, ბოლო წლებში ფართო ყურადღება მიიპყრო არაიონურმა ალკილ გლიკოზიდურმა ზედაპირულად აქტიურმა ნივთიერებებმა (APGs) მათი დაბალი გაღიზიანების, გარემოსდაცვითი კეთილგანწყობისა და კანთან კარგი თავსებადობის გამო. ისეთ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებთან ერთად, როგორიცაა ცხიმოვანი სპირტის პოლიეთერ სულფატები (SLES), არაიონური APGs ამცირებენ SLES-ის ანიონური ჯგუფების ელექტროსტატიკურ მოგერიებას, რითაც ქმნიან ღეროსებრი სტრუქტურის მქონე დიდ მიცელებს. ასეთი მიცელები ნაკლებად აღწევს კანში. ეს ამცირებს კანის ცილებთან ურთიერთქმედებას და შედეგად გამოწვეულ გაღიზიანებას. ფუ იანლინგმა და სხვებმა აღმოაჩინეს, რომ SLES გამოიყენებოდა როგორც ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება, კოკამიდოპროპილ ბეტაინი და ნატრიუმის ლაუროამფოაცეტატი - როგორც ცვიტერიონული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, ხოლო დეცილ გლუკოზიდი და კოკოილ გლუკოზიდი - როგორც არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები. ტესტირების შემდეგ, აქტიურ აგენტებს ანიონურ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს აქვთ საუკეთესო ქაფიანი თვისებები, შემდეგ მოდიან ცვიტერიონული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, ხოლო APG-ებს აქვთ ყველაზე ცუდი ქაფიანი თვისებები; ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების შემცველ შამპუნებს აშკარა ფლოკულაცია აქვთ, მაშინ როცა ცვიტერიონული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები და ზვიტერიონები ყველაზე უარესი ქაფიანი თვისებებით ხასიათდება. ფლოკულაცია არ მომხდარა; გავლებისა და სველი თმის ვარცხნის თვისებების თვალსაზრისით, საუკეთესოდან უარესამდე თანმიმდევრობა ასეთია: ზვიტერიონები > ანიონები > ზვიტერიონები, მაშინ როცა მშრალ თმაში ანიონებისა და ზვიტერიონების შემცველი შამპუნების ვარცხნის თვისებები ექვივალენტურია. , შამპუნს, რომლის ძირითადი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება ზვიტერიონებია, ყველაზე უარესი ვარცხნის თვისებები აქვს; ქათმის ემბრიონის ქორიოალანტოური მემბრანის ტესტი აჩვენებს, რომ შამპუნი, რომლის ძირითადი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება ზვიტერიონებია, ყველაზე რბილია, ხოლო შამპუნი, რომლის ძირითადი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ანიონები და ზვიტერიონებია, ყველაზე რბილია. ზვიტერიონებს აქვთ დაბალი CMC და ძალიან ეფექტური სარეცხი საშუალებებია კანისა და ცხიმის ლიპიდებისთვის. ამიტომ, ზვიტერიონები მოქმედებენ როგორც მთავარი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება და თმას აცვიტერირებულ და გამომშრალ შეგრძნებას ანიჭებენ. მიუხედავად იმისა, რომ ისინი ნაზია კანის მიმართ, მათ ასევე შეუძლიათ ლიპიდების ამოღება და კანის სიმშრალის გაზრდა. ამიტომ, APG-ების, როგორც მთავარი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების გამოყენებისას, უნდა გაითვალისწინოთ, თუ რამდენად შლიან ისინი კანის ლიპიდებს. ქერტლის თავიდან ასაცილებლად ფორმულას შეიძლება დაემატოს შესაბამისი დამატენიანებლები. სიმშრალის შემთხვევაში, ავტორი ასევე მიიჩნევს, რომ მისი გამოყენება შესაძლებელია როგორც ცხიმის კონტროლის შამპუნი, მხოლოდ საცნობარო მიზნით.

შეჯამებისთვის, შამპუნის ფორმულებში ზედაპირული აქტივობის ამჟამინდელ ძირითად ჩარჩოში კვლავ დომინირებს ანიონური ზედაპირული აქტივობა, რომელიც ძირითადად ორ ძირითად სისტემად იყოფა. პირველი, SLES შერწყმულია ცვიტერიონულ ან არაიონურ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებთან მისი გაღიზიანების შესამცირებლად. ამ ფორმულის სისტემას აქვს მდიდარი ქაფი, ადვილად შესქელდება და აქვს კათიონური და სილიკონის ზეთის კონდიციონერების სწრაფი ფლოკულაცია და დაბალი ღირებულება, ამიტომ ის კვლავ ბაზარზე მთავარი ზედაპირულად აქტიური სისტემაა. მეორეც, ანიონური ამინომჟავების მარილები შერწყმულია ცვიტერიონულ ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებთან ქაფის ეფექტურობის გასაზრდელად, რაც ბაზრის განვითარების ცხელი წერტილია. ამ ტიპის ფორმულის პროდუქტი რბილია და აქვს მდიდარი ქაფი. თუმცა, იმის გამო, რომ ამინომჟავების მარილების სისტემის ფორმულა ნელა ფლოკულირდება და ირეცხება, ამ ტიპის პროდუქტის თმა შედარებით მშრალია. არაიონური APG-ები შამპუნის შემუშავების ახალ მიმართულებად იქცა კანთან კარგი თავსებადობის გამო. ამ ტიპის ფორმულის შემუშავების სირთულე არის უფრო ეფექტური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების პოვნა მისი ქაფის სიმდიდრის გასაზრდელად და შესაფერისი დამატენიანებლების დამატება თავის კანზე APG-ების ზემოქმედების შესამსუბუქებლად. მშრალი პირობები.