Șamponul este un produs utilizat în viața de zi cu zi pentru a îndepărta murdăria de pe scalp și păr și pentru a menține scalpul și părul curate. Principalele ingrediente ale șamponului sunt surfactanții (denumiți surfactanți), agenți de îngroșare, balsamuri, conservanți etc. Cel mai important ingredient sunt surfactanții. Funcțiile surfactanților includ nu numai curățarea, spumarea, controlul comportamentului reologic și blândețea pielii, ci și rolul cheie în flocularea cationică. Deoarece polimerul cationic se poate depune pe păr, procesul este strâns legat de activitatea de suprafață, iar activitatea de suprafață ajută și la depunerea altor componente benefice (cum ar fi emulsia de silicon, ingredientele active anti-mătreață). Modificarea sistemului surfactant sau modificarea nivelurilor de electroliți va provoca întotdeauna o reacție în lanț a efectelor polimerului de balsam în șampon.
1. Activitate în tabelul SLES
SLS are un efect hidratant bun, poate produce spumă bogată și tinde să producă spumă rapidă. Cu toate acestea, are o interacțiune puternică cu proteinele și este foarte iritant pentru piele, așa că este rar utilizat ca principal agent de suprafață. Principalul ingredient activ al șampoanelor este în prezent SLES. Efectul de adsorbție al SLES asupra pielii și părului este evident mai mic decât cel al SLS-ului corespunzător. Produsele SLES cu un grad mai mare de etoxilare nu vor avea de fapt niciun efect de adsorbție. În plus, spuma SLES are o stabilitate bună și o rezistență puternică la apa dură. Pielea, în special membrana mucoasă, este mult mai tolerantă la SLES decât la SLS. Lauril sulfatul de sodiu și lauril sulfatul de amoniu sunt cei mai utilizați doi agenți tensioactivi SLES de pe piață. Cercetările efectuate de Long Zhike și alții au descoperit că lauril sulfat amina are o vâscozitate mai mare a spumei, o stabilitate bună a spumei, un volum moderat de spumare, o detergentitate bună și păr mai moale după spălare, însă sarea de lauril sulfat de amoniu. Gazul de amoniac se va disocia în condiții alcaline, așa că lauril sulfatul de sodiu, care necesită un interval de pH mai larg, este utilizat pe scară largă, dar este și mai iritant decât sărurile de amoniu. Numărul de unități etoxi SLES este de obicei între 1 și 5 unități. Adăugarea de grupări etoxi va reduce concentrația critică de micele (CMC) a surfactanților sulfat. Cea mai mare scădere a CMC apare după adăugarea unei singure grupări etoxi, în timp ce după adăugarea a 2 până la 4 grupări etoxi, scăderea este mult mai mică. Pe măsură ce unitățile etoxi cresc, compatibilitatea AES cu pielea se îmbunătățește și aproape nicio iritație a pielii nu se observă în SLES care conține aproximativ 10 unități etoxi. Cu toate acestea, introducerea de grupări etoxi crește solubilitatea surfactantului, ceea ce împiedică construirea vâscozității, așa că trebuie găsit un echilibru. Multe șampoane comerciale folosesc SLES care conțin în medie 1 până la 3 unități etoxi.
În concluzie, SLES este rentabil în formulările de șampoane. Nu numai că are o spumă bogată, o rezistență puternică la apa dură, este ușor de îngroșat și are o floculare cationică rapidă, așa că este încă surfactantul principal în șampoanele actuale.
2. Agenți tensioactivi pe bază de aminoacizi
În ultimii ani, deoarece SLES conține dioxan, consumatorii s-au orientat către sisteme surfactante mai blânde, cum ar fi sistemele surfactante cu aminoacizi, sistemele surfactante cu alchil glicozide etc.
Aminoacizii tensioactivi sunt împărțiți în principal în glutamat de acil, sarcosinat de N-acil, taurat de N-metilacil etc.
2.1 Glutamat de acil
Acil glutamații sunt împărțiți în săruri monosodice și săruri disodice. Soluția apoasă de săruri monosodice este acidă, iar soluția apoasă de săruri disodice este alcalină. Sistemul tensioactiv de acil glutamat are o capacitate de spumare adecvată, proprietăți de umectare și spălare și rezistență la apă dură, care sunt mai bune sau similare cu SLES. Este foarte sigur, nu provoacă iritații acute ale pielii și sensibilizare și are o fototoxicitate scăzută. , iritația unică a mucoasei oculare este ușoară, iar iritația pielii lezate (soluție cu fracție de masă de 5%) este apropiată de cea a apei. Acil glutamatul mai reprezentativ este cocoil glutamatul disodic. . Cocoil glutamatul disodic este fabricat din acid de cocos natural extrem de sigur și acid glutamic după clorura de acil. Li Qiang și colab. au descoperit în „Cercetări privind aplicarea cocoil glutamatului disodic în șampoane fără silicon” că adăugarea de cocoil glutamatul disodic la sistemul SLES poate îmbunătăți capacitatea de spumare a sistemului și poate reduce simptomele asemănătoare SLES. Iritația cauzată de șampon. Când factorul de diluție a fost de 10 ori, 20 de ori, 30 de ori și 50 de ori, cocoilglutamatul disodic nu a afectat viteza și intensitatea floculării sistemului. Când factorul de diluție este de 70 de ori sau 100 de ori, efectul de floculare este mai bun, dar îngroșarea este mai dificilă. Motivul este că există două grupări carboxil în molecula de cocoilglutamat disodic, iar gruparea hidrofilă a capului este interceptată la interfață. Suprafața mai mare are ca rezultat un parametru critic de împachetare mai mic, iar surfactantul se agregă ușor într-o formă sferică, ceea ce face dificilă formarea de micele asemănătoare viermilor, ceea ce face dificilă îngroșarea.
2.2 Sarcosinat de N-acil
N-acil sarcosinatul are un efect de umectare în intervalul neutru până la slab acid, are efecte puternice de spumare și stabilizare și are o toleranță ridicată la apa dură și electroliți. Cel mai reprezentativ este lauroil sarcosinatul de sodiu. Lauroil sarcosinatul de sodiu are un efect de curățare excelent. Este un surfactant anionic de tip aminoacid preparat din surse naturale de acid lauric și sarcosinat de sodiu printr-o reacție în patru etape de ftalizare, condensare, acidificare și formare de sare. Performanța lauroil sarcosinatului de sodiu în ceea ce privește performanța de spumare, volumul de spumă și performanța de antispumare este apropiată de cea a lauril sulfatului de sodiu. Cu toate acestea, în sistemul de șampon care conține același polimer cationic, curbele de floculare ale celor două există o diferență evidentă. În etapa de spumare și frecare, șamponul cu sistem de aminoacizi are o alunecare la frecare mai mică decât sistemul cu sulfat; în etapa de clătire, nu numai că alunecarea la clătire este puțin mai mică, dar și viteza de clătire a șamponului cu aminoacizi este mai mică decât cea a șamponului cu sulfat. Wang Kuan și colab. au descoperit sistemul compus format din lauroil sarcosinat de sodiu și surfactanți neionici, anionici și zwitterionici. Prin modificarea parametrilor precum dozajul și raportul de surfactant, s-a constatat că, în cazul sistemelor compuse binare, o cantitate mică de glicozide alchilice poate realiza o îngroșare sinergică; în timp ce în sistemele compuse ternare, raportul are un impact mare asupra vâscozității sistemului, dintre care combinația de lauroil sarcosinat de sodiu, cocamidopropil betaină și glicozide alchilice poate obține efecte de auto-îngroșare mai bune. Sistemele de surfactanți cu aminoacizi pot învăța din acest tip de schemă de îngroșare.
2.3 N-Metilaciltaurină
Proprietățile fizice și chimice ale N-metilacil tauratului sunt similare cu cele ale alchil sulfatului de sodiu cu aceeași lungime a lanțului. De asemenea, are proprietăți bune de spumare și nu este ușor afectat de pH și duritatea apei. Are proprietăți bune de spumare în intervalul slab acid, chiar și în apa dură, deci are o gamă mai largă de utilizări decât alchil sulfații și este mai puțin iritant pentru piele decât lauroil glutamatul N-sodic și lauril fosfatul de sodiu. Aproape de SLES, mult mai puțin, este un surfactant ușor iritant. Cel mai reprezentativ este metil cocoil tauratul de sodiu. Metil cocoil tauratul de sodiu se formează prin condensarea acizilor grași derivați natural și a metil tauratului de sodiu. Este un surfactant generalizat de aminoacizi cu spumă bogată și stabilitate bună a spumei. Practic, nu este afectat de pH și apă. Efect de duritate. Metil cocoil tauratul de sodiu are un efect de îngroșare sinergic cu surfactanții amfoteri, în special cu surfactanții amfoteri de tip betaină. Zheng Xiaomei și colab. În „Cercetarea performanței de aplicare a patru surfactanți cu patru aminoacizi în șampoane” s-a concentrat pe cocoil glutamatul de sodiu, cocoil alanatul de sodiu, lauroil sarcosinatul de sodiu și lauroil aspartatul de sodiu. A fost efectuat un studiu comparativ privind performanța de aplicare în șampon. Luând lauril sulfatul de sodiu (SLES) ca referință, au fost discutate performanța de spumare, capacitatea de curățare, performanța de îngroșare și performanța de floculare. Prin experimente, s-a concluzionat că performanța de spumare a cocoil alaninei de sodiu și a lauroil sarcosinatului de sodiu este puțin mai bună decât cea a SLES; capacitatea de curățare a celor patru surfactanți cu patru aminoacizi are o diferență mică și toți sunt puțin mai buni decât SLES; performanța de îngroșare este în general mai mică decât cea a SLES. Prin adăugarea unui agent de îngroșare pentru a regla vâscozitatea sistemului, vâscozitatea sistemului de cocoil alanină de sodiu poate fi crescută la 1500 Pa·s, în timp ce vâscozitatea celorlalte trei sisteme de aminoacizi este încă mai mică de 1000 Pa·s. Curbele de floculare ale celor patru surfactanți cu aminoacizi sunt mai blânde decât cele ale SLES, ceea ce indică faptul că șamponul cu aminoacizi se clătește mai lent, în timp ce sistemul de sulfat se clătește puțin mai repede. În concluzie, atunci când îngroșați formula de șampon cu aminoacizi, puteți lua în considerare adăugarea de surfactanți neionici pentru a crește concentrația de micele în scopul îngroșării. De asemenea, puteți adăuga agenți de îngroșare polimerici, cum ar fi dioleatul de metilglucoză PEG-120. În plus, combinarea balsamurilor cationici adecvați pentru a îmbunătăți pieptănabilitatea este încă o dificultate în acest tip de formulare.
3. Surfactanți alchilglicozidici neionici
Pe lângă surfactanții aminoacizi, surfactanții alchilglicozidici neionici (APG) au atras o atenție largă în ultimii ani datorită iritației lor reduse, prietenosului cu mediul și bunei compatibilități cu pielea. În combinație cu surfactanți precum polieterul-sulfații de alcooli grași (SLES), APG-urile neionice reduc repulsia electrostatică a grupărilor anionice ale SLES, formând astfel micele mari cu o structură asemănătoare tijei. Astfel de micele sunt mai puțin susceptibile de a pătrunde în piele. Acest lucru reduce interacțiunea cu proteinele pielii și iritația rezultată. Fu Yanling și colab. au descoperit că SLES a fost utilizat ca surfactant anionic, cocamidopropil betaina și lauroamfoacetatul de sodiu au fost utilizate ca surfactanți zwitterionici, iar decil glucozida și cocoil glucozida au fost utilizate ca surfactanți neionici. După testare, surfactanții anionici au cele mai bune proprietăți de spumare, urmați de surfactanții zwitterionici, iar APG-urile au cele mai slabe proprietăți de spumare; Șampoanele cu surfactanți anionici ca principali agenți tensioactivi au o floculare evidentă, în timp ce surfactanții zwitterionici și APG-urile au cele mai slabe proprietăți de spumare. Nu a avut loc floculare; în ceea ce privește proprietățile de clătire și pieptănare a părului umed, ordinea de la cea mai bună la cea mai slabă este: APG > anioni > zwitterionici, în timp ce în părul uscat, proprietățile de pieptănare ale șampoanelor cu anioni și zwitterioni ca surfactanți principali sunt echivalente. , șamponul cu APG ca surfactant principal are cele mai slabe proprietăți de pieptănare; testul membranei corioalantoide a embrionului de pui arată că șamponul cu APG ca surfactant principal este cel mai blând, în timp ce șamponul cu anioni și zwitterioni ca surfactanți principali este cel mai blând. destul de. APG-urile au CMC scăzut și sunt detergenți foarte eficienți pentru lipidele pielii și sebumului. Prin urmare, APG-urile acționează ca surfactant principal și tind să facă părul să se simtă decojit și uscat. Deși sunt blânde cu pielea, ele pot extrage și lipidele și pot crește uscăciunea pielii. Prin urmare, atunci când utilizați APG-uri ca surfactant principal, trebuie să luați în considerare măsura în care acestea elimină lipidele pielii. În formulă se pot adăuga ingrediente hidratante adecvate pentru a preveni mătreața. Pentru uscăciune, autorul consideră că poate fi folosit și ca șampon pentru controlul sebumului, doar cu titlu de referință.
În concluzie, cadrul principal actual al activității de suprafață în formulele de șampoane este încă dominat de activitatea de suprafață anionică, care este practic împărțită în două sisteme majore. În primul rând, SLES este combinat cu surfactanți zwitterionici sau surfactanți neionici pentru a reduce iritația. Acest sistem de formulă are o spumă bogată, este ușor de îngroșat și are o floculare rapidă a balsamurilor cationice și cu ulei de silicon și un cost redus, deci este încă sistemul surfactant principal pe piață. În al doilea rând, sărurile de aminoacizi anionici sunt combinate cu surfactanți zwitterionici pentru a crește performanța de spumare, ceea ce este un punct fierbinte în dezvoltarea pieței. Acest tip de produs formulă este blând și are o spumă bogată. Cu toate acestea, deoarece formula sistemului de săruri de aminoacizi floculează și se clătește lent, părul acestui tip de produs este relativ uscat. APG-urile neionice au devenit o nouă direcție în dezvoltarea șampoanelor datorită bunei lor compatibilități cu pielea. Dificultatea în dezvoltarea acestui tip de formulă constă în găsirea unor surfactanți mai eficienți pentru a crește bogăția spumei și în adăugarea de hidratanți adecvați pentru a atenua impactul APG-urilor asupra scalpului. Condiții uscate.
Data publicării: 21 decembrie 2023