Szampon to produkt codziennego użytku, który usuwa brud ze skóry głowy i włosów oraz utrzymuje je w czystości. Głównymi składnikami szamponu są surfaktanty (zwane również surfaktantami), zagęszczacze, odżywki, konserwanty itp. Najważniejszym składnikiem są surfaktanty. Funkcje surfaktantów obejmują nie tylko czyszczenie, pienienie, kontrolowanie właściwości reologicznych i łagodność skóry, ale także odgrywają kluczową rolę w flokulacji kationowej. Ponieważ polimer kationowy może osadzać się na włosach, proces ten jest ściśle związany z aktywnością powierzchniową, a aktywność powierzchniowa wspomaga również osadzanie się innych korzystnych składników (takich jak emulsja silikonowa, substancje przeciwłupieżowe). Zmiana układu surfaktantów lub poziomu elektrolitów zawsze powoduje reakcję łańcuchową działania kondycjonującego polimeru w szamponie.
1.Aktywność stołowa SLES
SLS ma dobre działanie nawilżające, może wytwarzać obfitą pianę i ma tendencję do wytwarzania piany błyskowej. Jednak ma silne interakcje z białkami i jest bardzo drażniący dla skóry, więc rzadko jest stosowany jako główna aktywność powierzchniowa. Obecnie głównym składnikiem aktywnym szamponów jest SLES. Efekt adsorpcji SLES na skórze i włosach jest oczywiście niższy niż odpowiadającego SLS. Produkty SLES o wyższym stopniu etoksylacji w rzeczywistości nie będą miały efektu adsorpcji. Ponadto piana SLES ma dobrą stabilność i silną odporność na twardą wodę. Skóra, zwłaszcza błony śluzowe, są znacznie bardziej tolerancyjne na SLES niż na SLS. Lauretosiarczan sodu i lauretosiarczan amonu to dwa najszerzej stosowane surfaktanty SLES na rynku. Badania Long Zhike i innych wykazały, że laureth sulfate amina ma wyższą lepkość piany, dobrą stabilność piany, umiarkowaną objętość pienienia, dobre właściwości piorące i bardziej miękkie włosy po umyciu, ale laureth sulfate ammonium salt Amoniak będzie dysocjował w warunkach alkalicznych, więc laureth sulfate sodu, który wymaga szerszego zakresu pH, jest szerzej stosowany, ale jest również bardziej drażniący niż sole amonowe. Liczba jednostek etoksylowych SLES wynosi zwykle od 1 do 5 jednostek. Dodanie grup etoksylowych zmniejszy krytyczne stężenie micelarne (CMC) surfaktantów siarczanowych. Największy spadek CMC występuje po dodaniu tylko jednej grupy etoksylowej, podczas gdy po dodaniu 2 do 4 grup etoksylowych spadek jest znacznie niższy. Wraz ze wzrostem jednostek etoksylowych poprawia się kompatybilność AES ze skórą i prawie nie obserwuje się podrażnienia skóry w przypadku SLES zawierających około 10 jednostek etoksylowych. Jednak wprowadzenie grup etoksylowych zwiększa rozpuszczalność surfaktantu, co utrudnia budowanie lepkości, dlatego konieczne jest znalezienie równowagi. Wiele komercyjnych szamponów zawiera SLES zawierający średnio od 1 do 3 jednostek etoksylowych.
Podsumowując, SLES jest opłacalny w formułach szamponów. Nie tylko zapewnia obfitą pianę, jest odporny na twardą wodę, łatwo się zagęszcza i szybko flokuluje kationowo, dlatego nadal jest głównym surfaktantem w obecnych szamponach.
2. Surfaktanty aminokwasowe
W ostatnich latach ze względu na zawartość dioksanu w SLESie konsumenci zaczęli sięgać po łagodniejsze układy surfaktantów, takie jak układy surfaktantów na bazie aminokwasów, układy surfaktantów na bazie alkiloglikozydów itp.
Surfaktanty aminokwasowe dzielą się głównie na acyloglutaminian, N-acylosarkozynian, N-metyloacylotaurynian itp.
2.1 Acyloglutaminian
Acyloglutaminiany dzielą się na sole monosodowe i disodowe. Wodny roztwór soli monosodowych ma odczyn kwaśny, a wodny roztwór soli disodowych – zasadowy. Surfaktant acyloglutaminianu charakteryzuje się odpowiednimi właściwościami pieniącymi, nawilżającymi i myjącymi oraz odpornością na twardą wodę, lepszą lub porównywalną do SLES. Jest wysoce bezpieczny, nie powoduje ostrych podrażnień ani uczuleń skóry i charakteryzuje się niską fototoksycznością. Jednorazowe podrażnienie błony śluzowej oka jest łagodne, a podrażnienie uszkodzonej skóry (roztwór o stężeniu masowym 5%) jest zbliżone do działania wody. Bardziej reprezentatywnym acyloglutaminianem jest kokoiloglutaminian disodu. Kokoiloglutaminian disodu jest wytwarzany z niezwykle bezpiecznego, naturalnego kwasu kokosowego i kwasu glutaminowego po chlorku acylu. Li Qiang i in. W artykule „Research on the Application of Disodium Cocoyl Glutamate in Silicone-Free Shampoos” stwierdzono, że dodanie disodowego kokoiloglutaminianu do systemu SLES może poprawić jego zdolność pienienia i zmniejszyć objawy podobne do SLES. Podrażnienie po umyciu szamponem. Gdy współczynnik rozcieńczenia wynosił 10, 20, 30 i 50 razy, disodowy kokoiloglutaminian nie wpływał na szybkość i intensywność flokulacji. Gdy współczynnik rozcieńczenia wynosi 70 lub 100 razy, efekt flokulacji jest lepszy, ale zagęszczanie jest trudniejsze. Powodem jest to, że w cząsteczce disodowego kokoiloglutaminianu występują dwie grupy karboksylowe, a hydrofilowa grupa głowy jest przechwytywana na granicy faz. Większa powierzchnia skutkuje mniejszym krytycznym parametrem upakowania, a surfaktant łatwo agreguje w kształt kulisty, co utrudnia tworzenie miceli przypominających robaki, co utrudnia zagęszczanie.
2.2 N-acylosarkozynian
N-acylosarkozynian ma działanie zwilżające w zakresie od obojętnego do słabo kwaśnego, ma silne działanie pieniące i stabilizujące oraz ma wysoką tolerancję na twardą wodę i elektrolity. Najbardziej reprezentatywnym jest lauroilosarkozynian sodu. . Lauroilosarkozynian sodu ma doskonałe działanie czyszczące. Jest to anionowy środek powierzchniowo czynny typu aminokwasu, wytwarzany z naturalnych źródeł kwasu laurynowego i sarkozynianu sodu poprzez czteroetapową reakcję ftalizacji, kondensacji, zakwaszania i tworzenia soli. środek. Wydajność lauroilosarkozynianu sodu pod względem wydajności pienienia, objętości piany i wydajności odpieniania jest zbliżona do laurylosiarczanu sodu. Jednak w systemie szamponowym zawierającym ten sam polimer kationowy istnieją krzywe flokulacji obu. oczywista różnica. Na etapie pienienia i pocierania szampon z systemem aminokwasów ma niższą śliskość pocierania niż system siarczanowy; Na etapie spłukiwania nie tylko śliskość spłukiwania jest nieco niższa, ale również szybkość spłukiwania szamponu aminokwasowego jest niższa niż szamponu siarczanowego. Wang Kuan i in. odkryli, że układ złożony z lauroilosarkozynianu sodu oraz niejonowych, anionowych i obojnaczych środków powierzchniowo czynnych. Zmieniając parametry, takie jak dawka i stosunek surfaktantów, stwierdzono, że w przypadku binarnych układów złożonych niewielka ilość alkiloglikozydów może osiągnąć synergistyczne zagęszczenie; podczas gdy w potrójnych układach złożonych stosunek ma duży wpływ na lepkość układu, wśród których połączenie lauroilosarkozynianu sodu, kokamidopropylobetainy i alkiloglikozydów może osiągnąć lepsze efekty samozagęszczania. Układy aminokwasowe mogą uczyć się od tego typu schematu zagęszczania.
2,3 N-metyloacylotauryna
Właściwości fizyczne i chemiczne N-metyloacylotaurynianu są podobne do właściwości alkilosiarczanu sodu o tej samej długości łańcucha. Ma on również dobre właściwości pieniące i nie jest podatny na zmiany pH i twardości wody. Ma dobre właściwości pieniące w środowisku słabo kwaśnym, nawet w twardej wodzie, dzięki czemu ma szerszy zakres zastosowań niż alkilosiarczany i jest mniej drażniący dla skóry niż N-lauroiloglutaminian sodu i laurylofosforan sodu. Jest to łagodny surfaktant o niskim działaniu drażniącym, o stężeniu zbliżonym, a nawet znacznie niższym niż SLES. Bardziej reprezentatywnym jest metylokokoilotaurynian sodu. Metylokokoilotaurynian sodu powstaje w wyniku kondensacji naturalnych kwasów tłuszczowych i metylotaurynianu sodu. Jest to surfaktant aminokwasowy o wysokiej zawartości piany i dobrej stabilności. Zasadniczo nie jest podatny na zmiany pH i wody. Wpływ na twardość wody. Metylokokoilotaurynian sodu wykazuje synergistyczne działanie zagęszczające z surfaktantami amfoterycznymi, zwłaszcza surfaktantami amfoterycznymi typu betainy. W artykule „Badania nad wydajnością aplikacji surfaktantów czteroaminokwasowych w szamponach” Zheng Xiaomei i in. skupili się na glutaminianie kokoilo sodu, alanianie kokoilo sodu, lauroilosarkozynianie sodu i lauroilosparaginianie sodu. Przeprowadzono badanie porównawcze dotyczące wydajności aplikacji w szamponie. Biorąc laurylosiarczan sodu (SLES) jako punkt odniesienia, omówiono wydajność pienienia, zdolność czyszczącą, wydajność zagęszczania i wydajność flokulacji. W drodze eksperymentów stwierdzono, że wydajność pienienia kokoiloalaniny sodu i lauroilosarkozynianu sodu jest nieco lepsza niż SLES; zdolność czyszcząca surfaktantów czteroaminokwasowych nieznacznie się różni i wszystkie są nieco lepsze niż SLES; wydajność zagęszczania jest generalnie niższa niż SLES. Dodając zagęszczacz w celu dostosowania lepkości układu, lepkość układu kokoiloalaniny sodowej można zwiększyć do 1500 Pa·s, podczas gdy lepkość pozostałych trzech układów aminokwasowych jest nadal niższa niż 1000 Pa·s. Krzywe flokulacji czterech surfaktantów aminokwasowych są łagodniejsze niż krzywe SLES, co wskazuje, że szampon aminokwasowy spłukuje się wolniej, podczas gdy układ siarczanowy spłukuje się nieco szybciej. Podsumowując, zagęszczając formułę szamponu aminokwasowego, można rozważyć dodanie niejonowych surfaktantów w celu zwiększenia stężenia miceli w celu zagęszczenia. Można również dodać zagęszczacze polimerowe, takie jak dioleinian metyloglukozy PEG-120. Ponadto, mieszanie odpowiednich odżywek kationowych w celu poprawy rozczesywalności jest nadal trudne w tego typu formulacjach.
3. Surfaktanty alkiloglikozydowe niejonowe
Oprócz surfaktantów aminokwasowych, niejonowe surfaktanty alkiloglikozydowe (APG) przyciągnęły w ostatnich latach powszechną uwagę ze względu na ich niskie działanie drażniące, przyjazność dla środowiska i dobrą zgodność ze skórą. W połączeniu z surfaktantami, takimi jak polieterosiarczany alkoholi tłuszczowych (SLES), niejonowe APG zmniejszają odpychanie elektrostatyczne grup anionowych SLES, tworząc w ten sposób duże micele o strukturze przypominającej pręt. Takie micele mają mniejsze prawdopodobieństwo wnikania w skórę. Zmniejsza to interakcję z białkami skóry i wynikające z tego podrażnienia. Fu Yanling i in. stwierdzili, że SLES był stosowany jako surfaktant anionowy, kokamidopropylobetaina i lauroamfooctan sodu były stosowane jako surfaktanty obojnacze, a decyloglukozyd i kokoiloglukozyd były stosowane jako surfaktanty niejonowe. Substancje czynne, po testach, anionowe surfaktanty mają najlepsze właściwości pieniące, następnie surfaktanty obojnacze, a APG mają najgorsze właściwości pieniące; Szampony z anionowymi środkami powierzchniowo czynnymi jako głównymi środkami powierzchniowo czynnymi wykazują wyraźną flokulację, podczas gdy surfaktanty obojnacze i APG mają najgorsze właściwości pieniące. Flokulacja nie wystąpiła; jeśli chodzi o właściwości spłukiwania i czesania mokrych włosów, kolejność od najlepszych do najgorszych jest następująca: APG > aniony > surfaktanty obojnacze, podczas gdy na suchych włosach właściwości rozczesujące szamponów z anionami i jonami obojnaczymi jako głównymi środkami powierzchniowo czynnymi są równoważne. Szampon z APG jako głównym środkiem powierzchniowo czynnym ma najgorsze właściwości rozczesujące; test błony kosmówkowo-omoczniowej zarodka kurczaka pokazuje, że szampon z APG jako głównym środkiem powierzchniowo czynnym jest najłagodniejszy, podczas gdy szampon z anionami i jonami obojnaczymi jako głównymi środkami powierzchniowo czynnymi jest najłagodniejszy. APG mają niską wartość CMC i są bardzo skutecznymi detergentami dla skóry i lipidów sebum. Dlatego APG działają jako główny środek powierzchniowo czynny i sprawiają, że włosy wydają się pozbawione blasku i suche. Chociaż są delikatne dla skóry, mogą również ekstrahować lipidy i zwiększać suchość skóry. Dlatego stosując APG jako główny środek powierzchniowo czynny, należy wziąć pod uwagę stopień, w jakim usuwają one lipidy ze skóry. Do formuły można dodać odpowiednie środki nawilżające, aby zapobiec łupieżowi. W przypadku suchości, autorka podaje również, że może być stosowana jako szampon kontrolujący wydzielanie sebum, wyłącznie w celach informacyjnych.
Podsumowując, obecnie głównym mechanizmem aktywności powierzchniowej w formułach szamponów jest nadal anionowa aktywność powierzchniowa, którą zasadniczo dzieli się na dwa główne systemy. Po pierwsze, SLES jest łączony z surfaktantami obojnaczymi lub niejonowymi w celu zmniejszenia podrażnienia. Ten system formuły charakteryzuje się bogatą pianą, łatwo się zagęszcza, szybko flokuluje kationowe i silikonowe odżywki olejowe oraz jest niedrogi, dlatego nadal jest głównym systemem surfaktantów na rynku. Po drugie, anionowe sole aminokwasów są łączone z surfaktantami obojnaczymi w celu zwiększenia wydajności pienienia, co jest gorącym punktem w rozwoju rynku. Ten rodzaj formuły jest łagodny i ma bogatą pianę. Jednakże, ponieważ formuła z systemem soli aminokwasów flokuluje i wypłukuje się powoli, włosy po takim produkcie są stosunkowo suche. Niejonowe APG stały się nowym kierunkiem w rozwoju szamponów ze względu na ich dobrą kompatybilność ze skórą. Trudność w opracowaniu tego typu formuły polega na znalezieniu skuteczniejszych surfaktantów, które zwiększą gęstość piany, oraz dodaniu odpowiednich substancji nawilżających, które złagodzą wpływ APG na skórę głowy. W przypadku suchej skóry głowy.
Czas publikacji: 21-12-2023