Шампунь – це продукт, який використовується у повсякденному житті для видалення бруду зі шкіри голови та волосся, а також для підтримки чистоти шкіри голови та волосся. Основними інгредієнтами шампуню є поверхнево-активні речовини (які називаються ПАР), загусники, кондиціонери, консерванти тощо. Найважливішим інгредієнтом є ПАР. Функції ПАР включають не лише очищення, піноутворення, контроль реологічних властивостей та м’якість шкіри, але й ключову роль у катіонній флокуляції. Оскільки катіонний полімер може осідати на волоссі, цей процес тісно пов’язаний з поверхневою активністю, а поверхнева активність також сприяє осадженню інших корисних компонентів (таких як силіконова емульсія, активні речовини проти лупи). Зміна системи ПАР або зміна рівня електроліту завжди спричинятиме ланцюгову реакцію кондиціонуючих полімерних ефектів у шампуні.
1. Активність таблиці SLES
SLS має хороший зволожувальний ефект, може утворювати густу піну та має тенденцію до утворення швидкої піни. Однак він сильно взаємодіє з білками та дуже подразнює шкіру, тому рідко використовується як основна поверхнево-активна речовина. Основним активним інгредієнтом шампунів наразі є SLES. Адсорбційний ефект SLES на шкіру та волосся, очевидно, нижчий, ніж у відповідного SLS. Продукти SLES з вищим ступенем етоксилювання насправді не матимуть адсорбційного ефекту. Крім того, піна SLES має добру стабільність та високу стійкість до жорсткої води. Шкіра, особливо слизова оболонка, набагато стійкіша до SLES, ніж до SLS. Лауретсульфат натрію та лауретсульфат амонію є двома найпоширенішими поверхнево-активними речовинами SLES на ринку. Дослідження Лонг Чжіке та інших показали, що лауретсульфат амін має вищу в'язкість піни, хорошу стабільність піни, помірний об'єм піноутворення, хороші миючі властивості та м'якше волосся після миття, але лауретсульфат амонію (газоподібний аміак) дисоціюється в лужних умовах, тому лауретсульфат натрію, який вимагає ширшого діапазону pH, використовується частіше, але він також є більш подразливим, ніж солі амонію. Кількість етоксильних одиниць SLES зазвичай становить від 1 до 5 одиниць. Додавання етоксигруп зменшує критичну міцелярну концентрацію (КМК) сульфатних поверхнево-активних речовин. Найбільше зниження КМК відбувається після додавання лише однієї етоксигрупи, тоді як після додавання 2-4 етоксигруп зниження значно менше. Зі збільшенням кількості етоксильних одиниць покращується сумісність AES зі шкірою, і майже не спостерігається подразнення шкіри у SLES, що містить близько 10 етоксильних одиниць. Однак введення етоксигруп збільшує розчинність поверхнево-активної речовини, що перешкоджає підвищенню в'язкості, тому необхідно знайти баланс. Багато комерційних шампунів використовують SLES, що містить в середньому від 1 до 3 етоксильних одиниць.
Підсумовуючи, SLES є економічно ефективним у формулах шампунів. Він не тільки має густу піну, високу стійкість до жорсткої води, легко загущується та швидко утворює катіонну флокуляцію, тому він досі є основним поверхнево-активним речовиною в сучасних шампунях.
2. Амінокислотні поверхнево-активні речовини
В останні роки, оскільки SLES містить діоксан, споживачі звернулися до м'якших систем поверхнево-активних речовин, таких як системи поверхнево-активних речовин на основі амінокислот, системи поверхнево-активних речовин на основі алкілглікозидів тощо.
Амінокислотні поверхнево-активні речовини в основному поділяються на ацилглутамат, N-ацилсаркозинат, N-метилацилтаурат тощо.
2.1 Ацилглутамат
Ацилглутамати поділяються на мононатрієві солі та динатрієві солі. Водний розчин мононатрієвих солей є кислим, а водний розчин динатрієвих солей – лужним. Система поверхнево-активних речовин на основі ацилглутамату має відповідну піноутворюючу здатність, зволожувальні та миючі властивості, а також стійкість до жорсткої води, які кращі або подібні до SLES. Вона дуже безпечна, не викликає гострого подразнення шкіри та сенсибілізації, має низьку фототоксичність. Одноразове подразнення слизової оболонки очей легке, а подразнення пошкодженої шкіри (масова частка 5% розчину) близьке до подразнення води. Більш репрезентативним ацилглутаматом є динатрієвий кокоїлглутамат. Динатрієвий кокоїлглутамат виготовляється з надзвичайно безпечної натуральної кокосової кислоти та глутамінової кислоти після ацилхлориду. Лі Цян та ін. у «Дослідженні застосування динатрієвого кокоїлглутамату в безсиліконових шампунях» виявили, що додавання динатрієвого кокоїлглутамату до системи SLES може покращити піноутворюючу здатність системи та зменшити симптоми, подібні до SLES. Подразнення від шампуню. Коли коефіцієнт розведення становив 10, 20, 30 та 50 разів, динатрію кокоїлглутамат не впливав на швидкість та інтенсивність флокуляції системи. Коли коефіцієнт розведення становив 70 або 100 разів, ефект флокуляції був кращим, але загущення ускладнювалося. Причина полягає в тому, що в молекулі динатрію кокоїлглутамату є дві карбоксильні групи, а гідрофільна головна група перехоплюється на межі розділу. Більша площа призводить до меншого критичного параметра упаковки, і поверхнево-активна речовина легко агрегує у сферичну форму, що ускладнює утворення червоподібних міцел та загущення.
2.2 N-ацилсаркозинат
N-ацилсаркозинат має змочувальну дію в нейтральному та слабокислому діапазоні, має сильну піноутворюючу та стабілізуючу дію, а також має високу стійкість до жорсткої води та електролітів. Найбільш репрезентативним є лауроїлсаркозинат натрію. Лауроїлсаркозинат натрію має чудову очищувальну дію. Це аніонна поверхнево-активна речовина амінокислотного типу, отримана з природних джерел лауринової кислоти та саркозинату натрію шляхом чотириступеневої реакції фталізації, конденсації, підкислення та утворення солі. Характеристики лауроїлсаркозинату натрію з точки зору піноутворення, об'єму піни та піногасіння близькі до характеристик лауретсульфату натрію. Однак у системі шампуню, що містить той самий катіонний полімер, існують очевидні відмінності між кривими флокуляції цих двох речовин. На стадії спінювання та розтирання шампунь з амінокислотною системою має меншу слизькість при терті, ніж сульфатна система; на стадії змивання не тільки слизькість при змиванні дещо нижча, але й швидкість змивання амінокислотного шампуню нижча, ніж у сульфатного шампуню. Ван Куань та ін. виявили, що складна система лауроїлсаркозинату натрію та неіоногенних, аніонних та цвітеріонних поверхнево-активних речовин. Змінюючи такі параметри, як дозування та співвідношення поверхнево-активних речовин, було виявлено, що для бінарних складних систем невелика кількість алкілглікозидів може досягти синергетичного загущення; тоді як у потрійних складних системах співвідношення має великий вплив на в'язкість системи, серед яких комбінація лауроїлсаркозинату натрію, кокамідопропілбетаїну та алкілглікозидів може досягти кращих ефектів самозагущення. Системи поверхнево-активних речовин на основі амінокислот можуть навчатися на цьому типі схеми загущення.
2.3 N-метилацилтаурин
Фізичні та хімічні властивості N-метилацилтаурату подібні до властивостей алкілсульфату натрію з такою ж довжиною ланцюга. Він також має добрі піноутворювальні властивості та нелегко залежить від pH та жорсткості води. Він має добрі піноутворювальні властивості в слабокислотному діапазоні, навіть у жорсткій воді, тому має ширший спектр застосування, ніж алкілсульфати, і менше подразнює шкіру, ніж N-лауроїлглутамат натрію та лаурилфосфат натрію. Близький до SLES, але значно нижчий за нього, це поверхнево-активна речовина з низьким подразненням та м'яким ефектом. Більш репрезентативним є метилкокоїлтаурат натрію. Метилкокоїлтаурат натрію утворюється шляхом конденсації жирних кислот природного походження та метилтаурату натрію. Це узагальнена амінокислотна поверхнево-активна речовина з багатою піною та хорошою стійкістю піни. На нього практично не впливають pH та жорсткість води. Вплив жорсткості. Метилкокоїлтаурат натрію має синергетичний загусний ефект з амфотерними поверхнево-активними речовинами, особливо з амфотерними поверхнево-активними речовинами бетаїнового типу. Чжен Сяомей та ін. У статті «Дослідження ефективності застосування чотирьох амінокислотних поверхнево-активних речовин у шампунях» основна увага приділялася кокоїлглутамату натрію, кокоїлаланату натрію, лауроїлсаркозинату натрію та лауроїласпартату натрію. Було проведено порівняльне дослідження ефективності застосування в шампуні. Взявши за еталон лауретсульфат натрію (SLES), обговорювалися піноутворення, очищувальна здатність, загущувальна здатність та флокуляційна здатність. За допомогою експериментів було зроблено висновок, що піноутворення кокоїлаланіну натрію та лауроїлсаркозинату натрію дещо краще, ніж у SLES; очищувальна здатність чотирьох амінокислотних поверхнево-активних речовин має незначну різницю, і всі вони дещо кращі, ніж у SLES; загущувальна здатність загалом нижча, ніж у SLES. Додаючи загусник для регулювання в'язкості системи, в'язкість системи кокоїлаланіну натрію можна збільшити до 1500 Па·с, тоді як в'язкість інших трьох амінокислотних систем все ще нижча за 1000 Па·с. Криві флокуляції чотирьох амінокислотних поверхнево-активних речовин є м'якшими, ніж у SLES, що вказує на те, що шампунь з амінокислотами змивається повільніше, тоді як сульфатна система змивається трохи швидше. Таким чином, під час загущення формули шампуню з амінокислотами можна розглянути можливість додавання неіоногенних поверхнево-активних речовин для збільшення концентрації міцел з метою загущення. Також можна додавати полімерні загусники, такі як PEG-120 метилглюкози діолеат. Крім того, додавання відповідних катіонних кондиціонерів для покращення розчісування все ще є складним завданням у цьому типі рецептури.
3. Неіоногенні алкілглікозидні поверхнево-активні речовини
Окрім амінокислотних поверхнево-активних речовин, неіоногенні алкілглікозидні поверхнево-активні речовини (АПГ) в останні роки привернули широку увагу завдяки своїй низькій подразливості, екологічності та добрій сумісності зі шкірою. У поєднанні з такими поверхнево-активними речовинами, як поліефірсульфати жирних спиртів (SLES), неіоногенні АПГ зменшують електростатичне відштовхування аніонних груп SLES, утворюючи тим самим великі міцели зі стрижнеподібною структурою. Такі міцели рідше проникають у шкіру. Це зменшує взаємодію з білками шкіри та спричинене подразнення. Фу Яньлін та ін. виявили, що SLES використовувався як аніонний поверхнево-активний речовина, кокамідопропілбетаїн та лауроамфоацетат натрію - як цвітеріонні поверхнево-активні речовини, а децилглюкозид та кокоїлглюкозид - як неіоногенні поверхнево-активні речовини. Після тестування активні речовини показали, що аніонні поверхнево-активні речовини мають найкращі піноутворювальні властивості, за ними йдуть цвітеріонні поверхнево-активні речовини, а АПГ мають найгірші піноутворювальні властивості; Шампуні з аніонними поверхнево-активними речовинами (ПАР) як основними поверхнево-активними речовинами мають очевидну флокуляцію, тоді як цвітеріонні поверхнево-активні речовини та АПГ мають найгірші піноутворювальні властивості. Флокуляції не відбувається; що стосується властивостей ополіскування та розчісування вологого волосся, порядок від найкращого до найгіршого такий: АПГ > аніони > цвітеріонні, тоді як для сухого волосся властивості розчісування шампунів з аніонами та цвітеріонами як основними ПАР еквівалентні. , шампунь з АПГ як основною ПАР має найгірші властивості розчісування; тест на хоріоалантоїсній мембрані курячого ембріона показує, що шампунь з АПГ як основною ПАР є найм'якшим, тоді як шампунь з аніонами та цвітеріонами як основними ПАР є найм'якшим. АПГ мають низький вміст КМЦ і є дуже ефективними миючими засобами для ліпідів шкіри та шкірного сала. Тому АПГ діють як основні ПАР і, як правило, роблять волосся лущеним і сухим. Хоча вони ніжні до шкіри, вони також можуть екстрагувати ліпіди та збільшувати сухість шкіри. Тому, використовуючи APG як основну поверхнево-активну речовину, потрібно враховувати ступінь, до якої вони видаляють ліпіди шкіри. Для запобігання лупі до формули можна додавати відповідні зволожувачі. Автор також вважає, що його можна використовувати як шампунь для контролю жирності шкіри, лише для ознайомлення.
Підсумовуючи, сучасні основні принципи поверхневої активності у формулах шампунів все ще зосереджені на аніонній поверхневій активності, яка в основному поділяється на дві основні системи. По-перше, SLES поєднується з цвітеріонними поверхнево-активними речовинами або неіоногенними поверхнево-активними речовинами для зменшення подразнення. Ця формула має насичену піну, легко загущується, швидко флокулює катіонні та силіконові олійні кондиціонери та має низьку вартість, тому вона все ще є основною системою поверхнево-активних речовин на ринку. По-друге, аніонні солі амінокислот поєднуються з цвітеріонними поверхнево-активними речовинами для збільшення піноутворення, що є гарячою точкою в розвитку ринку. Цей тип формули м'який і має насичену піну. Однак, оскільки формула амінокислотної солі повільно флокулює та змивається, волосся від такого типу продукту відносно сухе. Неіоногенні амінокислотні полігліцериди (APG) стали новим напрямком у розробці шампунів завдяки їхній добрій сумісності зі шкірою. Складність розробки цього типу формул полягає в пошуку більш ефективних поверхнево-активних речовин для збільшення насиченості піни та додаванні відповідних зволожувачів для пом'якшення впливу APG на шкіру голови. Сухі умови.
Час публікації: 21 грудня 2023 р.