Schampo är en produkt som används i människors dagliga liv för att avlägsna smuts från hårbotten och håret och hålla hårbotten och håret rent. Huvudingredienserna i schampo är tensider (så kallade tensider), förtjockningsmedel, balsam, konserveringsmedel etc. Den viktigaste ingrediensen är tensider. Funktionerna hos tensider inkluderar inte bara rengöring, skumning, kontroll av reologiskt beteende och hudens mildhet, utan spelar också en nyckelroll i katjonisk flockning. Eftersom den katjoniska polymeren kan avsättas på håret är processen nära relaterad till ytaktivitet, och ytaktivitet hjälper också till med avsättningen av andra gynnsamma komponenter (såsom silikonemulsion, anti-mjällaktiva ämnen). Att ändra det tensidsystem eller ändra elektrolytnivåer kommer alltid att orsaka en kedjereaktion av konditionerande polymereffekter i schampot.
1. SLES-tabellaktivitet
SLS har en god återfuktande effekt, kan producera ett rikt skum och tenderar att producera snabbskum. Det har dock stark interaktion med proteiner och är mycket irriterande för huden, så det används sällan som huvudsaklig ytaktivitet. Den nuvarande huvudsakliga aktiva ingrediensen i schampon är SLES. Adsorptionseffekten av SLES på hud och hår är uppenbarligen lägre än motsvarande SLS. SLES-produkter med en högre grad av etoxylering har faktiskt ingen adsorptionseffekt. Dessutom har SLES-skummet god stabilitet och stark motståndskraft mot hårt vatten. Huden, särskilt slemhinnorna, är mycket mer tolerant mot SLES än SLS. Natriumlauretsulfat och ammoniumlauretsulfat är de två mest använda SLES-tensiderna på marknaden. Forskning av Long Zhike och andra fann att lauretsulfatamin har högre skumviskositet, god skumstabilitet, måttlig skumvolym, god tvättförmåga och mjukare hår efter tvätt, men lauretsulfatammoniumsalt. Ammoniakgas dissocieras under alkaliska förhållanden, så natriumlauretsulfat, som kräver ett bredare pH-område, används mer allmänt, men det är också mer irriterande än ammoniumsalter. Antalet SLES-etoxienheter ligger vanligtvis mellan 1 och 5 enheter. Tillsats av etoxigrupper minskar den kritiska micellkoncentrationen (CMC) av sulfattensider. Den största minskningen av CMC sker efter tillsats av endast en etoxigrupp, medan minskningen är mycket lägre efter tillsats av 2 till 4 etoxigrupper. När etoxienheterna ökar förbättras AES kompatibilitet med huden, och nästan ingen hudirritation observeras i SLES som innehåller cirka 10 etoxienheter. Införandet av etoxigrupper ökar dock lösligheten hos det ytaktiva medlet, vilket hindrar viskositetsuppbyggnad, så en balans måste hittas. Många kommersiella schampon använder SLES som innehåller i genomsnitt 1 till 3 etoxienheter.
Sammanfattningsvis är SLES kostnadseffektivt i schampoformuleringar. Det har inte bara ett rikt skum, stark motståndskraft mot hårt vatten, är lätt att förtjocka och har snabb katjonisk flockning, så det är fortfarande det vanligaste ytaktiva medlet i nuvarande schampon.
2. Aminosyratensider
På senare år, eftersom SLES innehåller dioxan, har konsumenter vänt sig till mildare tensidsystem, såsom aminosyratensidsystem, alkylglykosidtensidsystem etc.
Aminosyratensider är huvudsakligen uppdelade i acylglutamat, N-acylsarkosinat, N-metylacyltaurat, etc.
2.1 Acylglutamat
Acylglutamater delas in i mononatriumsalter och dinatriumsalter. Vattenlösningen av mononatriumsalter är sur, och vattenlösningen av dinatriumsalter är alkalisk. Acylglutamat-surfaktantsystemet har lämplig skumningsförmåga, fukt- och tvättegenskaper, samt motståndskraft mot hårt vatten som är bättre än eller liknar SLES. Det är mycket säkert, orsakar inte akut hudirritation och sensibilisering, och har låg fototoxicitet, den engångsirritation som uppstår i ögonslemhinnan är mild, och irritationen på skadad hud (massfraktion 5 % lösning) är nära den för vatten. Det mer representativa acylglutamatet är dinatriumkokoylglutamat. Dinatriumkokoylglutamat framställs av extremt säker naturlig kokosnötsyra och glutaminsyra efter acylklorid. Li Qiang et al. fann i "Research on the Application of Disodium Cocoyl Glutamate in Silicone-Free Shampoos" att tillsats av dinatriumkokoylglutamat till SLES-systemet kan förbättra systemets skumningsförmåga och minska SLES-liknande symtom. Schampoirritation. När utspädningsfaktorn var 10 gånger, 20 gånger, 30 gånger och 50 gånger påverkade inte dinatriumkokoylglutamat systemets flockningshastighet och intensitet. När utspädningsfaktorn är 70 gånger eller 100 gånger är flockningseffekten bättre, men förtjockningen är svårare. Anledningen är att det finns två karboxylgrupper i dinatriumkokoylglutamatmolekylen, och den hydrofila huvudgruppen fångas upp vid gränssnittet. Den större ytan resulterar i en mindre kritisk packningsparameter, och det ytaktiva medlet aggregerar lätt till en sfärisk form, vilket gör det svårt att bilda maskliknande miceller, vilket gör det svårt att förtjocka.
2.2 N-acylsarkosinat
N-acylsarkosinat har en vätande effekt i det neutrala till svagt sura intervallet, har starka skummande och stabiliserande effekter och har hög tolerans för hårt vatten och elektrolyter. Den mest representativa är natriumlauroylsarkosinat. Natriumlauroylsarkosinat har utmärkt rengöringseffekt. Det är ett anjoniskt tensid av aminosyratyp framställt från naturliga källor av laurinsyra och natriumsarkosinat genom en fyrstegsreaktion av ftalisering, kondensation, försurning och saltbildning. Natriumlauroylsarkosinat har en tydlig flockuleringskurva vad gäller skumningsprestanda, skumvolym och skumdämpningsprestanda. I schamposystemet som innehåller samma katjoniska polymer finns det dock en tydlig skillnad mellan flockuleringskurvorna för de två. I skumnings- och gnuggningssteget har aminosyrasystemets schampot en lägre gnuggningshalthet än sulfatsystemet; I spolningsstadiet är inte bara spolningsgraden något lägre, utan även spolningshastigheten för aminosyraschampot är lägre än för sulfatschampot. Wang Kuan et al. fann att det sammansatta systemet av natriumlauroylsarkosinat och nonjoniska, anjoniska och zwitterjoniska tensider. Genom att ändra parametrar som dosering och förhållande av tensider fann man att för binära sammansatta system kan en liten mängd alkylglykosider uppnå synergistisk förtjockning; medan förhållandet i ternära sammansatta system har stor inverkan på systemets viskositet, bland vilka kombinationen av natriumlauroylsarkosinat, kokamidopropylbetain och alkylglykosider kan uppnå bättre självförtjockande effekter. Aminosyrasurfaktantsystem kan lära sig av denna typ av förtjockningsschema.
2,3 N-metylacyltaurin
De fysikaliska och kemiska egenskaperna hos N-metylacyltaurat liknar dem hos natriumalkylsulfat med samma kedjelängd. Det har också goda skumningsegenskaper och påverkas inte lätt av pH och vattenhårdhet. Det har goda skumningsegenskaper i det svagt sura intervallet, även i hårt vatten, så det har ett bredare användningsområde än alkylsulfater och är mindre hudirriterande än N-natriumlauroylglutamat och natriumlaurylfosfat. Nära, men mycket lägre än SLES, är det ett mildt ytaktivt ämne med låg irritation. Det mer representativa ämnet är natriummetylkokoyltaurat. Natriummetylkokoyltaurat bildas genom kondensation av naturligt härledda fettsyror och natriummetyltaurat. Det är ett generaliserat aminosyraytaktivt ämne med rikt skum och god skumstabilitet. Det påverkas i princip inte av pH och vatten. Hårdhetseffekt. Natriummetylkokoyltaurat har en synergistisk förtjockningseffekt med amfotära ytaktiva ämnen, särskilt amfotära ytaktiva ämnen av betaintyp. Zheng Xiaomei et al. I "Research on the Application Performance of Four Amino Acid Surfactants in Shampoos" fokuserades natriumkokoylglutamat, natriumkokoylalanat, natriumlauroylsarkosinat och natriumlauroylaspartat. En jämförande studie genomfördes på appliceringsprestanda i schampo. Med natriumlauretsulfat (SLES) som referens diskuterades skumningsprestanda, rengöringsförmåga, förtjockningsförmåga och flockningsförmåga. Genom experiment drogs slutsatsen att skumningsprestanda hos natriumkokoylalanin och natriumlauroylsarkosinat är något bättre än hos SLES; rengöringsförmågan hos de fyra aminosyrasurfaktanterna har liten skillnad, och de är alla något bättre än SLES; förtjockningsprestanda är generellt lägre än SLES. Genom att tillsätta ett förtjockningsmedel för att justera systemets viskositet kan viskositeten hos natriumkokoylalaninsystemet ökas till 1500 Pa·s, medan viskositeten hos de andra tre aminosyrasystemen fortfarande är lägre än 1000 Pa·s. Flockningskurvorna för de fyra aminosyratensiderna är skonsammare än de för SLES, vilket indikerar att aminosyraschampot spolar långsammare, medan sulfatsystemet spolar något snabbare. Sammanfattningsvis kan man, när man förtjockar aminosyraschampot, överväga att tillsätta nonjoniska tensider för att öka micellkoncentrationen i syfte att förtjockna. Man kan också tillsätta polymerförtjockningsmedel såsom PEG-120 metylglukosdioleat. Dessutom är det fortfarande svårt att blanda lämpliga katjoniska konditioneringsmedel för att förbättra kambarheten i denna typ av formulering.
3. Nonjoniska alkylglykosid-tensider
Förutom aminosyrasurfaktanter har nonjoniska alkylglykosidsurfaktanter (APG) fått stor uppmärksamhet de senaste åren på grund av deras låga irritationsförmåga, miljövänlighet och goda kompatibilitet med huden. I kombination med tensider som fettalkoholpolyetersulfater (SLES) minskar nonjoniska APG den elektrostatiska repulsionen hos de anjoniska grupperna i SLES, varigenom stora miceller med en stavliknande struktur bildas. Sådana miceller är mindre benägna att tränga in i huden. Detta minskar interaktionen med hudproteiner och den resulterande irritationen. Fu Yanling et al. fann att SLES användes som anjoniskt surfaktant, kokamidopropylbetain och natriumlauroamfoacetat användes som zwitterjoniska surfaktanter, och decylglukosid och kokoylglukosid användes som nonjoniska surfaktanter. Aktiva ämnen, efter testning, har anjoniska surfaktanter de bästa skumningsegenskaperna, följt av zwitterjoniska surfaktanter, och APG har de sämsta skumningsegenskaperna; Schampon med anjoniska tensider som huvudsakliga ytaktiva ämnen har tydlig flockulering, medan zwitterjoniska tensider och APG har de sämsta skumningsegenskaperna. Ingen flockulering förekom; när det gäller sköljning och kamningsegenskaper i vått hår är ordningen från bäst till sämst: APG > anjoner > zwitterjoner, medan kamningsegenskaperna hos schampon med anjoner och zwitterjoner som huvudsakliga tensider är likvärdiga i torrt hår. , schampot med APG som huvudsakligt tensid har de sämsta kamningsegenskaperna; kycklingembryonalt chorioallantoismembrantest visar att schampot med APG som huvudsakligt tensid är det mildaste, medan schampot med anjoner och zwitterjoner som huvudsakliga tensider är det mildaste. ganska. APG har låg CMC och är mycket effektiva rengöringsmedel för hud och talglipider. Därför fungerar APG som det huvudsakliga tensidmaterialet och tenderar att få håret att kännas avskalat och torrt. Även om de är skonsamma mot huden kan de också extrahera lipider och öka hudens torrhet. Därför, när du använder APG som huvudsakligt tensid, måste du överväga i vilken utsträckning de avlägsnar hudlipider. Lämpliga fuktighetsbevarande ingredienser kan tillsättas formulan för att förhindra mjäll. Författaren menar att det även kan användas som ett oljekontrollschampo, endast som referens.
Sammanfattningsvis domineras den nuvarande huvudstrukturen för ytaktivitet i schampoformler fortfarande av anjonisk ytaktivitet, som i princip är uppdelad i två huvudsystem. För det första kombineras SLES med zwitterjoniska tensider eller nonjoniska tensider för att minska irritation. Detta formelsystem har ett rikt skum, är lätt att förtjocka och har snabb flockulering av katjoniska och silikonoljebalsam och låg kostnad, så det är fortfarande det vanligaste tensidsystemet på marknaden. För det andra kombineras anjoniska aminosyrasalter med zwitterjoniska tensider för att öka skumningsprestanda, vilket är en het punkt i marknadsutvecklingen. Denna typ av formelprodukt är mild och har ett rikt skum. Men eftersom aminosyrasaltsystemets formel flockulerar och urtorkar långsamt blir håret från denna typ av produkt relativt torrt. Nonjoniska APG har blivit en ny riktning inom schampoutveckling på grund av deras goda kompatibilitet med huden. Svårigheten med att utveckla denna typ av formel är att hitta mer effektiva tensider för att öka dess skumrikhet och att tillsätta lämpliga fuktighetsbevarande medel för att lindra APG:s inverkan på hårbotten. Torra förhållanden.
Publiceringstid: 21 december 2023