O xampu é um produto usado no dia a dia para remover a sujeira do couro cabeludo e dos cabelos, mantendo-os limpos. Os principais ingredientes do xampu são surfactantes (também conhecidos como surfactantes), espessantes, condicionadores, conservantes, etc. O ingrediente mais importante é o surfactante. As funções dos surfactantes incluem não apenas a limpeza, a formação de espuma, o controle do comportamento reológico e a maciez da pele, mas também desempenham um papel fundamental na floculação catiônica. Como o polímero catiônico pode ser depositado no cabelo, o processo está intimamente relacionado à atividade de superfície, e a atividade de superfície também auxilia na deposição de outros componentes benéficos (como emulsão de silicone e ativos anticaspa). A alteração do sistema surfactante ou dos níveis de eletrólitos sempre causará uma reação em cadeia dos efeitos do polímero condicionador no xampu.
1. Atividade de tabela SLES
O SLS tem um bom efeito hidratante, pode produzir espuma rica e tende a produzir espuma instantânea. No entanto, tem forte interação com proteínas e é altamente irritante para a pele, por isso raramente é usado como a principal atividade de superfície. O principal ingrediente ativo atual dos xampus é o SLES. O efeito de adsorção do SLES na pele e no cabelo é obviamente menor do que o do SLS correspondente. Produtos com SLES com um grau maior de etoxilação não terão, na verdade, efeito de adsorção. Além disso, a espuma do SLES tem boa estabilidade e forte resistência à água dura. A pele, especialmente a membrana mucosa, é muito mais tolerante ao SLES do que o SLS. Lauril éter sulfato de sódio e lauril éter sulfato de amônio são os dois surfactantes de SLES mais amplamente utilizados no mercado. Pesquisas de Long Zhike e outros descobriram que a amina de lauril éter sulfato tem maior viscosidade de espuma, boa estabilidade de espuma, volume moderado de espuma, boa detergência e cabelos mais macios após a lavagem, mas o gás de amônia de lauril éter sulfato será dissociado em condições alcalinas, então o lauril éter sulfato de sódio, que requer uma faixa de pH mais ampla, é mais amplamente utilizado, mas também é mais irritante do que os sais de amônio. O número de unidades etoxi do SLES é geralmente entre 1 e 5 unidades. A adição de grupos etoxi reduzirá a concentração micelar crítica (CMC) dos surfactantes de sulfato. A maior diminuição na CMC ocorre após a adição de apenas um grupo etoxi, enquanto após a adição de 2 a 4 grupos etoxi, a diminuição é muito menor. À medida que as unidades etoxi aumentam, a compatibilidade do AES com a pele melhora, e quase nenhuma irritação cutânea é observada em SLES contendo cerca de 10 unidades etoxi. No entanto, a introdução de grupos etoxi aumenta a solubilidade do surfactante, o que dificulta o desenvolvimento da viscosidade, portanto, um equilíbrio precisa ser encontrado. Muitos xampus comerciais usam SLES contendo uma média de 1 a 3 unidades etoxi.
Em resumo, o SLES é um surfactante de baixo custo em formulações de xampu. Além de apresentar espuma rica, forte resistência à água dura, ser fácil de espessar e apresentar rápida floculação catiônica, continua sendo o surfactante mais utilizado em xampus atuais.
2. Surfactantes de aminoácidos
Nos últimos anos, como o SLES contém dioxano, os consumidores têm recorrido a sistemas surfactantes mais suaves, como sistemas surfactantes de aminoácidos, sistemas surfactantes de alquil glicosídeos, etc.
Os surfactantes de aminoácidos são divididos principalmente em acil glutamato, N-acil sarcosinato, N-metilacil taurato, etc.
2.1 Glutamato de acila
Os acil glutamatos são divididos em sais monossódicos e dissódicos. A solução aquosa de sais monossódicos é ácida, enquanto a solução aquosa de sais dissódicos é alcalina. O sistema surfactante de acil glutamato possui capacidade de formação de espuma, propriedades umectantes e de lavagem adequadas, além de resistência à água dura superior ou similar ao SLES. É altamente seguro, não causa irritação cutânea aguda e sensibilização, e apresenta baixa fototoxicidade. A irritação única na mucosa ocular é leve e a irritação na pele lesionada (fração de massa da solução a 5%) é próxima à da água. O acil glutamato mais representativo é o cocoil glutamato dissódico. O cocoil glutamato dissódico é feito a partir de ácido de coco natural extremamente seguro e ácido glutâmico após cloreto de acila. Li Qiang et al. Em "Pesquisa sobre a Aplicação de Cocoil Glutamato Dissódico em Shampoos Sem Silicone", descobriu-se que a adição de Cocoil Glutamato Dissódico ao sistema SLES pode melhorar a capacidade de formação de espuma do sistema e reduzir os sintomas semelhantes aos do SLES. Irritação causada pelo shampoo. Quando o fator de diluição foi de 10, 20, 30 e 50 vezes, o Cocoil Glutamato Dissódico não afetou a velocidade e a intensidade da floculação do sistema. Quando o fator de diluição é de 70 ou 100 vezes, o efeito de floculação é melhor, mas o espessamento é mais difícil. Isso ocorre porque a molécula de Cocoil Glutamato Dissódico possui dois grupos carboxila, e o grupo de cabeça hidrofílico é interceptado na interface. A área maior resulta em um parâmetro crítico de compactação menor, e o surfactante se agrega facilmente em uma forma esférica, dificultando a formação de micelas semelhantes a vermes, dificultando o espessamento.
2.2 N-acil sarcosinato
O N-acil sarcosinato tem um efeito umectante na faixa neutra a fracamente ácida, tem fortes efeitos espumantes e estabilizantes e tem uma alta tolerância a água dura e eletrólitos. O mais representativo é o lauroil sarcosinato de sódio. O lauroil sarcosinato de sódio tem excelente efeito de limpeza. É um surfactante aniônico do tipo aminoácido preparado a partir de fontes naturais de ácido láurico e sarcosinato de sódio por meio de uma reação de quatro etapas de ftalização, condensação, acidificação e formação de sal. O desempenho do lauroil sarcosinato de sódio em termos de desempenho de formação de espuma, volume de espuma e desempenho antiespumante é próximo ao do lauril éter sulfato de sódio. No entanto, no sistema de xampu contendo o mesmo polímero catiônico, as curvas de floculação dos dois existem. Uma diferença óbvia. Na fase de formação de espuma e fricção, o xampu do sistema de aminoácidos tem uma menor escorregadia de fricção do que o sistema de sulfato; Na fase de lavagem, não só a escorregadia da lavagem é ligeiramente menor, como também a velocidade de lavagem do xampu de aminoácidos é menor do que a do xampu de sulfato. Wang Kuan et al. descobriram que o sistema composto de lauroil sarcosinato de sódio e surfactantes não iônicos, aniônicos e zwitteriônicos. Alterando parâmetros como dosagem e proporção de surfactante, verificou-se que, para sistemas de compostos binários, uma pequena quantidade de alquil glicosídeos pode alcançar espessamento sinérgico; enquanto em sistemas de compostos ternários, a proporção tem um grande impacto na viscosidade do sistema, entre os quais a combinação de lauroil sarcosinato de sódio, cocamidopropil betaína e alquil glicosídeos pode alcançar melhores efeitos de autoespessamento. Os sistemas de surfactantes de aminoácidos podem aprender com esse tipo de esquema de espessamento.
2,3 N-Metilaciltaurina
As propriedades físicas e químicas do N-metilacil taurato são semelhantes às do alquil sulfato de sódio, com o mesmo comprimento de cadeia. Ele também possui boas propriedades espumantes e não é facilmente afetado pelo pH e pela dureza da água. Possui boas propriedades espumantes na faixa fracamente ácida, mesmo em água dura, portanto, tem uma gama mais ampla de usos do que os alquil sulfatos e é menos irritante para a pele do que o N-lauroil glutamato de sódio e o lauril fosfato de sódio. Próximo, muito abaixo do SLES, é um surfactante suave e de baixa irritação. O mais representativo é o metil cocoil taurato de sódio. O metil cocoil taurato de sódio é formado pela condensação de ácidos graxos de origem natural e metil cocoil taurato de sódio. É um surfactante de aminoácido generalizado com espuma rica e boa estabilidade de espuma. Basicamente, não é afetado pelo pH e pela água. Efeito de dureza. O metil cocoil taurato de sódio tem um efeito espessante sinérgico com surfactantes anfotéricos, especialmente surfactantes anfotéricos do tipo betaína. Zheng Xiaomei et al. em “Pesquisa sobre o Desempenho da Aplicação de Surfactantes de Quatro Aminoácidos em Shampoos” focou em glutamato de cocoil de sódio, alanato de cocoil de sódio, sarcosinato de lauroil de sódio e aspartato de lauroil de sódio. Um estudo comparativo foi conduzido sobre o desempenho da aplicação em shampoo. Tomando o lauril éter sulfato de sódio (SLES) como referência, o desempenho de formação de espuma, capacidade de limpeza, desempenho de espessamento e desempenho de floculação foram discutidos. Por meio de experimentos, concluiu-se que o desempenho de formação de espuma da alanina de cocoil de sódio e do sarcosinato de lauroil de sódio é ligeiramente melhor do que o do SLES; a capacidade de limpeza dos surfactantes de quatro aminoácidos tem pouca diferença, e todos eles são ligeiramente melhores do que o SLES; o desempenho de espessamento é geralmente menor do que o do SLES. Ao adicionar um espessante para ajustar a viscosidade do sistema, a viscosidade do sistema de alanina de cocoil de sódio pode ser aumentada para 1500 Pa·s, enquanto a viscosidade dos outros três sistemas de aminoácidos ainda é menor do que 1000 Pa·s. As curvas de floculação dos quatro surfactantes de aminoácidos são mais suaves do que as do SLES, indicando que o shampoo de aminoácidos libera mais lentamente, enquanto o sistema de sulfato libera um pouco mais rápido. Em resumo, ao engrossar a fórmula do shampoo de aminoácidos, você pode considerar a adição de surfactantes não iônicos para aumentar a concentração micelar com o objetivo de espessamento. Você também pode adicionar espessantes poliméricos, como o dioleato de metilglicose PEG-120. Além disso, a composição de condicionadores catiônicos apropriados para melhorar a penteabilidade ainda é uma dificuldade neste tipo de formulação.
3. Surfactantes alquil glicosídeos não iônicos
Além dos surfactantes de aminoácidos, os surfactantes alquil glicosídeos não iônicos (APGs) têm atraído ampla atenção nos últimos anos devido à sua baixa irritação, respeito ao meio ambiente e boa compatibilidade com a pele. Combinados com surfactantes como poliéter sulfatos de álcoois graxos (SLES), os APGs não iônicos reduzem a repulsão eletrostática dos grupos aniônicos do SLES, formando assim grandes micelas com uma estrutura semelhante a uma haste. Essas micelas são menos propensas a penetrar na pele. Isso reduz a interação com as proteínas da pele e a irritação resultante. Fu Yanling et al. descobriram que o SLES foi usado como surfactante aniônico, a cocamidopropil betaína e o lauroanfoacetato de sódio foram usados como surfactantes zwitteriônicos, e o decil glicosídeo e o cocoil glicosídeo foram usados como surfactantes não iônicos. Agentes ativos, após testes, os surfactantes aniônicos têm as melhores propriedades de formação de espuma, seguidos pelos surfactantes zwitteriônicos, e os APGs têm as piores propriedades de formação de espuma; Shampoos com surfactantes aniônicos como principais agentes ativos de superfície têm floculação óbvia, enquanto surfactantes zwitteriônicos e APGs têm as piores propriedades de formação de espuma. Não ocorreu floculação; em termos de enxágue e propriedades de pentear o cabelo molhado, a ordem do melhor para o pior é: APGs > ânions > zwitteriônicos, enquanto em cabelos secos, as propriedades de pentear de shampoos com ânions e zwitterions como surfactantes principais são equivalentes. , o shampoo com APGs como surfactante principal tem as piores propriedades de pentear; o teste de membrana corioalantóide de embrião de galinha mostra que o shampoo com APGs como surfactante principal é o mais suave, enquanto o shampoo com ânions e zwitterions como surfactantes principais é o mais suave. bastante. APGs têm baixo CMC e são detergentes muito eficazes para a pele e lipídios de sebo. Portanto, APGs atuam como o surfactante principal e tendem a fazer o cabelo parecer despojado e seco. Embora sejam suaves para a pele, também podem extrair lipídios e aumentar o ressecamento da pele. Portanto, ao usar APGs como surfactante principal, é preciso considerar a extensão em que eles removem os lipídios da pele. Hidratantes adequados podem ser adicionados à fórmula para prevenir a caspa. Para o ressecamento, o autor também considera que pode ser usado como um xampu para controle de oleosidade, apenas como referência.
Em resumo, a estrutura principal atual da atividade de superfície em fórmulas de xampu ainda é dominada pela atividade de superfície aniônica, que é basicamente dividida em dois sistemas principais. Primeiro, o SLES é combinado com surfactantes zwitteriônicos ou surfactantes não iônicos para reduzir sua irritação. Este sistema de fórmula tem espuma rica, é fácil de engrossar e tem floculação rápida de condicionadores de óleo catiônico e de silicone e baixo custo, por isso ainda é o sistema surfactante principal no mercado. Em segundo lugar, os sais de aminoácidos aniônicos são combinados com surfactantes zwitteriônicos para aumentar o desempenho da espuma, que é um ponto quente no desenvolvimento do mercado. Este tipo de produto de fórmula é suave e tem espuma rica. No entanto, como a fórmula do sistema de sais de aminoácidos flocula e lava lentamente, o cabelo desse tipo de produto é relativamente seco. . APGs não iônicos se tornaram uma nova direção no desenvolvimento de xampus devido à sua boa compatibilidade com a pele. A dificuldade em desenvolver este tipo de fórmula é encontrar surfactantes mais eficientes para aumentar a riqueza da espuma e adicionar hidratantes adequados para aliviar o impacto dos APGs no couro cabeludo. Condições secas.
Data de publicação: 21 de dezembro de 2023