Shampoo is een product dat mensen dagelijks gebruiken om vuil van de hoofdhuid en het haar te verwijderen en de hoofdhuid en het haar schoon te houden. De belangrijkste ingrediënten van shampoo zijn oppervlakteactieve stoffen (ook wel surfactanten genoemd), verdikkingsmiddelen, conditioners, conserveermiddelen, enz. Het belangrijkste ingrediënt is surfactant. De functies van surfactant zijn niet alleen reinigen, schuimen, het reguleren van reologisch gedrag en het verzorgen van de huid, maar spelen ook een belangrijke rol bij kationische flocculatie. Omdat het kationische polymeer zich op het haar kan afzetten, is dit proces nauw verbonden met de oppervlakteactiviteit, en oppervlakteactiviteit bevordert ook de afzetting van andere nuttige componenten (zoals siliconenemulsie en antiroosactieve stoffen). Het veranderen van het surfactantsysteem of de elektrolytniveaus zal altijd een kettingreactie van conditionerende polymeereffecten in de shampoo veroorzaken.
1. SLES-tabelactiviteit
SLS heeft een goede hydraterende werking, kan rijk schuim produceren en heeft de neiging om snel schuim te produceren. Het heeft echter een sterke interactie met eiwitten en is zeer irriterend voor de huid, waardoor het zelden als belangrijkste oppervlakteactieve stof wordt gebruikt. Het huidige belangrijkste actieve ingrediënt van shampoos is SLES. Het adsorptie-effect van SLES op huid en haar is duidelijk lager dan dat van overeenkomstige SLS. SLES-producten met een hogere ethoxyleringsgraad zullen in feite geen adsorptie-effect hebben. Bovendien heeft het schuim van SLES een goede stabiliteit en een sterke bestendigheid tegen hard water. De huid, met name de slijmvliezen, is veel toleranter voor SLES dan voor SLS. Natriumlaurethsulfaat en ammoniumlaurethsulfaat zijn de twee meest gebruikte SLES-oppervlakteactieve stoffen op de markt. Onderzoek door Long Zhike en anderen heeft uitgewezen dat laurethsulfaatamine een hogere schuimviscositeit, goede schuimstabiliteit, matig schuimvolume, goede reinigende werking en zachter haar na het wassen heeft, maar laurethsulfaat-ammoniumzout Ammoniakgas zal onder alkalische omstandigheden dissociëren, dus natriumlaurethsulfaat, dat een breder pH-bereik vereist, wordt breder gebruikt, maar het is ook meer irriterend dan ammoniumzouten. Het aantal SLES-ethoxy-eenheden ligt meestal tussen 1 en 5 eenheden. De toevoeging van ethoxygroepen zal de kritische micelconcentratie (CMC) van sulfaatsurfactanten verlagen. De grootste afname in CMC treedt op na het toevoegen van slechts één ethoxygroep, terwijl na het toevoegen van 2 tot 4 ethoxygroepen de afname veel lager is. Naarmate het aantal ethoxy-eenheden toeneemt, verbetert de compatibiliteit van AES met de huid en wordt er bijna geen huidirritatie waargenomen bij SLES met ongeveer 10 ethoxy-eenheden. De toevoeging van ethoxygroepen verhoogt echter de oplosbaarheid van de oppervlakteactieve stof, wat de viscositeitsopbouw belemmert. Er moet dus een evenwicht worden gevonden. Veel commerciële shampoos gebruiken SLES met gemiddeld 1 tot 3 ethoxy-eenheden.
Kortom, SLES is kosteneffectief in shampooformules. Het schuimt rijk, is sterk bestand tegen hard water, is gemakkelijk te verdikken en heeft een snelle kationogene flocculatie, waardoor het nog steeds de meestgebruikte oppervlakteactieve stof is in huidige shampoos.
2. Aminozuur-oppervlakteactieve stoffen
Omdat SLES dioxaan bevat, zijn consumenten de laatste jaren overgestapt op mildere oppervlakteactieve systemen, zoals aminozuur-oppervlakteactieve systemen, alkylglycoside-oppervlakteactieve systemen, etc.
Aminozuuroppervlakteactieve stoffen worden hoofdzakelijk onderverdeeld in acylglutamaat, N-acylsarcosinaat, N-methylacyltauraat, enz.
2.1 Acylglutamaat
Acylglutamaten worden onderverdeeld in mononatriumzouten en dinatriumzouten. De waterige oplossing van mononatriumzouten is zuur, terwijl de waterige oplossing van dinatriumzouten alkalisch is. Het oppervlakteactieve acylglutamaatsysteem heeft een geschikt schuimend vermogen, bevochtigende en reinigende eigenschappen en een hardwaterbestendigheid die beter of vergelijkbaar zijn met SLES. Het is zeer veilig, veroorzaakt geen acute huidirritatie en sensibilisatie, en heeft een lage fototoxiciteit. De eenmalige irritatie van het oogslijmvlies is mild, en de irritatie van beschadigde huid (massafractie 5% oplossing) is vergelijkbaar met die van water. Het meest representatieve acylglutamaat is dinatriumcocoylglutamaat. Dinatriumcocoylglutamaat wordt gemaakt van extreem veilig natuurlijk kokoszuur en glutaminezuur na acylchloride. Li Qiang et al. Uit "Onderzoek naar de toepassing van dinatriumcocoylglutamaat in siliconenvrije shampoos" blijkt dat het toevoegen van dinatriumcocoylglutamaat aan het SLES-systeem het schuimvermogen van het systeem kan verbeteren en SLES-achtige symptomen kan verminderen. Shampoo-irritatie. Bij een verdunningsfactor van 10, 20, 30 en 50 keer had dinatriumcocoylglutamaat geen invloed op de flocculatiesnelheid en -intensiteit van het systeem. Bij een verdunningsfactor van 70 of 100 keer is het flocculatie-effect beter, maar is verdikking moeilijker. De reden hiervoor is dat er twee carboxylgroepen in het dinatriumcocoylglutamaatmolecuul zitten en de hydrofiele kopgroep op het grensvlak wordt onderschept. Het grotere oppervlak resulteert in een kleinere kritische pakkingsparameter en de oppervlakteactieve stof aggregeert gemakkelijk tot een bolvorm, waardoor het moeilijk is om wormachtige micellen te vormen, wat het verdikken bemoeilijkt.
2.2 N-acylsarcosinaat
N-acylsarcosinaat heeft een bevochtigende werking in het neutrale tot zwak zure bereik, heeft een sterke schuimende en stabiliserende werking en is zeer tolerant voor hard water en elektrolyten. De meest representatieve is natriumlauroylsarcosinaat. Natriumlauroylsarcosinaat heeft een uitstekende reinigende werking. Het is een anionische oppervlakteactieve stof van het aminozuurtype, bereid uit natuurlijke bronnen van laurinezuur en natriumsarcosinaat via een vierstapsreactie van ftalisering, condensatie, verzuring en zoutvorming. De prestaties van natriumlauroylsarcosinaat op het gebied van schuimvorming, schuimvolume en ontschuiming komen dicht in de buurt van die van natriumlaurethsulfaat. In het shampoosysteem met hetzelfde kationische polymeer bestaan echter de flocculatiecurven van beide. Een duidelijk verschil. In de schuim- en wrijffase heeft de shampoo met het aminozuursysteem een lagere wrijfgladheid dan de shampoo met het sulfaatsysteem; In de spoelfase is niet alleen de gladheid van het spoelen iets lager, maar ook de spoelsnelheid van de aminozuurshampoo is lager dan die van de sulfaatshampoo. Wang Kuan et al. ontdekten dat het samengestelde systeem van natriumlauroylsarcosinaat en niet-ionische, anionische en zwitterionische oppervlakteactieve stoffen. Door parameters zoals de dosering en verhouding van de oppervlakteactieve stoffen te veranderen, werd ontdekt dat voor binaire samengestelde systemen een kleine hoeveelheid alkylglycosiden synergetische verdikking kan bereiken; terwijl in ternaire samengestelde systemen de verhouding een grote invloed heeft op de viscositeit van het systeem, waaronder De combinatie van natriumlauroylsarcosinaat, cocamidopropylbetaïne en alkylglycosiden kan betere zelfverdikkende effecten bereiken. Aminozuur-oppervlakteactieve systemen kunnen leren van dit type verdikkingsschema.
2.3 N-methylacyltaurine
De fysische en chemische eigenschappen van N-methylacyltauraat zijn vergelijkbaar met die van natriumalkylsulfaat met dezelfde ketenlengte. Het heeft ook goede schuimeigenschappen en wordt niet snel beïnvloed door pH en waterhardheid. Het heeft goede schuimeigenschappen in het zwak zure bereik, zelfs in hard water, waardoor het een breder scala aan toepassingen heeft dan alkylsulfaten en minder irriterend is voor de huid dan N-natriumlauroylglutamaat en natriumlaurylfosfaat. Het ligt dicht bij, of veel lager dan, SLES en is een milde oppervlakteactieve stof met een lage irritatie. De meest representatieve is natriummethylcocoyltauraat. Natriummethylcocoyltauraat wordt gevormd door de condensatie van natuurlijk verkregen vetzuren en natriummethyltauraat. Het is een algemene aminozuur-oppervlakteactieve stof met een rijk schuim en een goede schuimstabiliteit. Het wordt in principe niet beïnvloed door pH en water. Effect van de hardheid. Natriummethylcocoyltauraat heeft een synergetisch verdikkingseffect met amfotere oppervlakteactieve stoffen, met name amfotere oppervlakteactieve stoffen van het betaïnetype. Zheng Xiaomei et al. richtten zich in "Research on the Application Performance of Four Amino Acid Surfactants in Shampoos" op natriumcocoylglutamaat, natriumcocoylalanaat, natriumlauroylsarcosinaat en natriumlauroylaspartaat. Er werd een vergelijkende studie uitgevoerd naar de applicatieprestaties in shampoo. Met natriumlaurethsulfaat (SLES) als referentie werden de schuimprestaties, reinigingsvermogen, verdikkingsvermogen en flocculatieprestaties besproken. Door middel van experimenten werd geconcludeerd dat de schuimprestaties van natriumcocoylalanine en natriumlauroylsarcosinaat iets beter zijn dan die van SLES; het reinigingsvermogen van de vier aminozuuroppervlakteactieve stoffen verschilt weinig en ze zijn allemaal iets beter dan SLES; de verdikkingsprestaties zijn over het algemeen lager dan die van SLES. Door een verdikkingsmiddel toe te voegen om de viscositeit van het systeem aan te passen, kan de viscositeit van het natriumcocoylalaninesysteem worden verhoogd tot 1500 Pa·s, terwijl de viscositeit van de andere drie aminozuursystemen nog steeds lager is dan 1000 Pa·s. De flocculatiecurven van de vier aminozuursurfactanten zijn milder dan die van SLES, wat aangeeft dat de aminozuurshampoo langzamer doorspoelt, terwijl het sulfaatsysteem iets sneller doorspoelt. Kortom, bij het verdikken van de aminozuurshampooformule kunt u overwegen om niet-ionogene oppervlakteactieve stoffen toe te voegen om de micelconcentratie te verhogen met als doel verdikking. U kunt ook polymeerverdikkingsmiddelen toevoegen, zoals PEG-120 methylglucosedioleaat. Bovendien is het samenstellen van geschikte kationische conditioners om de doorkambaarheid te verbeteren nog steeds een probleem in dit type formulering.
3. Niet-ionische alkylglycoside-oppervlakteactieve stoffen
Naast aminozuursurfactanten hebben niet-ionische alkylglycosidesurfactanten (APG's) de afgelopen jaren veel aandacht getrokken vanwege hun lage irritatie, milieuvriendelijkheid en goede huidcompatibiliteit. In combinatie met surfactanten zoals vetalcoholpolyethersulfaten (SLES) verminderen niet-ionische APG's de elektrostatische afstoting van de anionische groepen van SLES, waardoor grote micellen met een staafvormige structuur worden gevormd. Dergelijke micellen dringen minder snel in de huid door. Dit vermindert de interactie met huideiwitten en de resulterende irritatie. Fu Yanling et al. ontdekten dat SLES werd gebruikt als anionische surfactant, cocamidopropylbetaïne en natriumlauroamfoacetaat werden gebruikt als zwitterionische surfactanten, en decylglucoside en cocoylglucoside werden gebruikt als niet-ionische surfactanten. Actieve stoffen, na testen, hebben anionische surfactanten de beste schuimende eigenschappen, gevolgd door zwitterionische surfactanten, en APG's hebben de slechtste schuimende eigenschappen; shampoos met anionische oppervlakteactieve stoffen als belangrijkste oppervlakteactieve stoffen hebben een duidelijke flocculatie, terwijl zwitterionische oppervlakteactieve stoffen en APG's de slechtste schuimende eigenschappen hebben. Er vond geen flocculatie plaats; wat betreft spoel- en nat haarkameigenschappen is de volgorde van beste naar slechtste: APG's > anionen > zwitterionen, terwijl in droog haar de kameigenschappen van shampoos met anionen en zwitterionen als belangrijkste oppervlakteactieve stoffen gelijkwaardig zijn. , heeft de shampoo met APG's als belangrijkste oppervlakteactieve stof de slechtste kameigenschappen; de chorionmembraantest van kippenembryo's laat zien dat de shampoo met APG's als belangrijkste oppervlakteactieve stof het mildst is, terwijl de shampoo met anionen en zwitterionen als belangrijkste oppervlakteactieve stoffen het mildst is. vrij. APG's hebben een lage CMC en zijn zeer effectieve detergenten voor de huid en talglipiden. Daarom fungeren APG's als de belangrijkste oppervlakteactieve stof en hebben ze de neiging om het haar gestript en droog te laten aanvoelen. Hoewel ze mild zijn voor de huid, kunnen ze ook lipiden onttrekken en de huid droger maken. Daarom moet je bij het gebruik van APG's als belangrijkste oppervlakteactieve stof rekening houden met de mate waarin ze huidlipiden verwijderen. Geschikte vochtinbrengende crèmes kunnen aan de formule worden toegevoegd om roos te voorkomen. Bij een droge huid kan het volgens de auteur ook gebruikt worden als een shampoo die talgproductie tegengaat, maar dit is slechts ter referentie.
Samenvattend wordt het huidige hoofdkader van oppervlakteactiviteit in shampooformules nog steeds gedomineerd door anionische oppervlakteactiviteit, die in principe is onderverdeeld in twee hoofdsystemen. Ten eerste wordt SLES gecombineerd met zwitterionische oppervlakteactieve stoffen of niet-ionische oppervlakteactieve stoffen om irritatie te verminderen. Dit formulesysteem schuimt rijk, is gemakkelijk te verdikken en heeft een snelle flocculatie van kationische en siliconenolieconditioners en lage kosten, waardoor het nog steeds het meest voorkomende oppervlakteactieve systeem op de markt is. Ten tweede worden anionische aminozuurzouten gecombineerd met zwitterionische oppervlakteactieve stoffen om de schuimprestaties te verbeteren, wat een hot spot is in de marktontwikkeling. Dit type formuleproduct is mild en schuimt rijk. Omdat de formule met het aminozuurzoutsysteem echter langzaam flocculeert en uitspoelt, is het haar van dit type product relatief droog. Niet-ionische APG's zijn een nieuwe richting in de shampoo-ontwikkeling geworden vanwege hun goede compatibiliteit met de huid. De moeilijkheid bij het ontwikkelen van dit type formule is het vinden van efficiëntere oppervlakteactieve stoffen om de schuimrijkdom te vergroten en het toevoegen van geschikte vochtinbrengende middelen om de impact van APG's op de hoofdhuid te verminderen. Droge omstandigheden.
Plaatsingstijd: 21-12-2023