Dầu gội là sản phẩm được sử dụng hàng ngày để loại bỏ bụi bẩn trên da đầu và tóc, giữ cho da đầu và tóc sạch sẽ. Thành phần chính của dầu gội bao gồm chất hoạt động bề mặt, chất làm đặc, chất dưỡng, chất bảo quản, v.v. Thành phần quan trọng nhất là chất hoạt động bề mặt. Chức năng của chất hoạt động bề mặt không chỉ bao gồm làm sạch, tạo bọt, kiểm soát đặc tính lưu biến và dịu nhẹ cho da, mà còn đóng vai trò quan trọng trong quá trình keo tụ cation. Bởi vì polyme cation có thể lắng đọng trên tóc, quá trình này liên quan chặt chẽ đến hoạt tính bề mặt, và hoạt tính bề mặt cũng giúp lắng đọng các thành phần có lợi khác (như nhũ tương silicon, hoạt chất chống gàu). Việc thay đổi hệ thống chất hoạt động bề mặt hoặc thay đổi nồng độ chất điện giải sẽ luôn gây ra phản ứng dây chuyền của các polyme dưỡng trong dầu gội.
1. Hoạt động bảng SLES
SLS có tác dụng dưỡng ẩm tốt, tạo nhiều bọt và có xu hướng tạo bọt tức thì. Tuy nhiên, nó tương tác mạnh với protein và gây kích ứng da cao, vì vậy nó hiếm khi được sử dụng làm chất hoạt động bề mặt chính. Thành phần hoạt tính chính hiện nay của dầu gội là SLES. Hiệu quả hấp phụ của SLES trên da và tóc rõ ràng thấp hơn so với SLS tương ứng. Các sản phẩm SLES có độ ethoxyl hóa cao hơn thực tế sẽ không có hiệu quả hấp phụ. Ngoài ra, bọt của SLES có độ ổn định tốt và khả năng chống nước cứng cao. Da, đặc biệt là niêm mạc, dung nạp SLES tốt hơn nhiều so với SLS. Natri laureth sulfat và amoni laureth sulfat là hai chất hoạt động bề mặt SLES được sử dụng rộng rãi nhất trên thị trường. Nghiên cứu của Long Zhike và cộng sự cho thấy rằng laureth sulfate amine có độ nhớt bọt cao hơn, độ ổn định bọt tốt, thể tích bọt vừa phải, khả năng tẩy rửa tốt và giúp tóc mềm mại hơn sau khi gội. Tuy nhiên, laureth sulfate ammonium salt lại bị phân hủy khí amoniac trong điều kiện kiềm, do đó natri laureth sulfate, đòi hỏi phạm vi pH rộng hơn, được sử dụng rộng rãi hơn, nhưng lại gây kích ứng nhiều hơn so với muối amoni. Số lượng nhóm ethoxy trong SLES thường nằm trong khoảng từ 1 đến 5 nhóm. Việc bổ sung các nhóm ethoxy sẽ làm giảm nồng độ micelle tới hạn (CMC) của chất hoạt động bề mặt sulfate. Sự giảm CMC lớn nhất xảy ra sau khi chỉ thêm một nhóm ethoxy, trong khi sau khi thêm từ 2 đến 4 nhóm ethoxy, mức giảm thấp hơn nhiều. Khi số lượng nhóm ethoxy tăng lên, khả năng tương thích của AES với da được cải thiện, và hầu như không quan sát thấy hiện tượng kích ứng da ở SLES chứa khoảng 10 nhóm ethoxy. Tuy nhiên, việc đưa các nhóm ethoxy vào làm tăng độ hòa tan của chất hoạt động bề mặt, điều này cản trở việc tạo độ nhớt, vì vậy cần phải tìm ra sự cân bằng. Nhiều loại dầu gội thương mại sử dụng SLES chứa trung bình từ 1 đến 3 đơn vị ethoxy.
Tóm lại, SLES tiết kiệm chi phí trong công thức dầu gội. Nó không chỉ tạo bọt nhiều, có khả năng chống nước cứng tốt, dễ làm đặc và có khả năng keo tụ cation nhanh, vì vậy nó vẫn là chất hoạt động bề mặt chủ đạo trong các loại dầu gội hiện nay.
2. Chất hoạt động bề mặt axit amin
Trong những năm gần đây, do SLES chứa dioxan, người tiêu dùng đã chuyển sang sử dụng các hệ chất hoạt động bề mặt dịu nhẹ hơn, chẳng hạn như hệ chất hoạt động bề mặt axit amin, hệ chất hoạt động bề mặt alkyl glycoside, v.v.
Các chất hoạt động bề mặt axit amin chủ yếu được chia thành acyl glutamat, N-acyl sarcosinat, N-methylacyl taurat, v.v.
2.1 Acyl glutamate
Các acyl glutamat được chia thành muối mononatri và muối dinatri. Dung dịch nước của muối mononatri có tính axit, còn dung dịch nước của muối dinatri có tính kiềm. Hệ thống chất hoạt động bề mặt acyl glutamat có khả năng tạo bọt, làm ẩm và giặt rửa tốt, cũng như khả năng chống nước cứng tương đương hoặc tốt hơn SLES. Nó rất an toàn, không gây kích ứng da cấp tính và dị ứng, đồng thời có độc tính quang học thấp. Kích ứng niêm mạc mắt khi sử dụng một lần là nhẹ, và kích ứng da bị tổn thương (dung dịch nồng độ 5%) gần giống với nước. Acyl glutamat tiêu biểu hơn cả là dinatri cocoyl glutamat. Dinatri cocoyl glutamat được điều chế từ axit dừa tự nhiên cực kỳ an toàn và axit glutamic sau khi acyl clorua. Li Qiang và cộng sự đã phát hiện trong nghiên cứu “Nghiên cứu về ứng dụng dinatri cocoyl glutamat trong dầu gội không chứa silicone” rằng việc thêm dinatri cocoyl glutamat vào hệ thống SLES có thể cải thiện khả năng tạo bọt của hệ thống và giảm các triệu chứng giống SLES. Kích ứng do dầu gội. Khi hệ số pha loãng là 10 lần, 20 lần, 30 lần và 50 lần, dinatri cocoyl glutamat không ảnh hưởng đến tốc độ và cường độ keo tụ của hệ thống. Khi hệ số pha loãng là 70 lần hoặc 100 lần, hiệu quả keo tụ tốt hơn, nhưng quá trình làm đặc khó hơn. Nguyên nhân là do trong phân tử dinatri cocoyl glutamat có hai nhóm carboxyl, và nhóm đầu ưa nước bị chặn lại ở giao diện. Diện tích lớn hơn dẫn đến thông số đóng gói tới hạn nhỏ hơn, và chất hoạt động bề mặt dễ dàng kết tụ thành hình cầu, khiến việc hình thành các micelle dạng sợi trở nên khó khăn, làm cho quá trình làm đặc khó khăn hơn.
2.2 N-acyl sarcosinate
N-acyl sarcosinate có tác dụng làm ướt trong phạm vi trung tính đến hơi axit, có tác dụng tạo bọt và ổn định mạnh, đồng thời có khả năng chịu đựng cao đối với nước cứng và chất điện giải. Chất tiêu biểu nhất là natri lauroyl sarcosinate. Natri lauroyl sarcosinate có hiệu quả làm sạch tuyệt vời. Nó là một chất hoạt động bề mặt anion loại axit amin được điều chế từ nguồn gốc tự nhiên của axit lauric và natri sarcosinate thông qua phản ứng bốn bước gồm phthal hóa, ngưng tụ, axit hóa và tạo muối. Hiệu suất của natri lauroyl sarcosinate về khả năng tạo bọt, thể tích bọt và khả năng khử bọt gần giống với natri laureth sulfate. Tuy nhiên, trong hệ thống dầu gội chứa cùng một polyme cation, đường cong kết tủa của hai chất này có sự khác biệt rõ rệt. Trong giai đoạn tạo bọt và chà xát, dầu gội hệ thống axit amin có độ trơn trượt khi chà xát thấp hơn so với hệ thống sulfate; Trong giai đoạn xả, không chỉ độ trơn trượt khi xả thấp hơn một chút mà tốc độ xả của dầu gội chứa axit amin cũng thấp hơn so với dầu gội chứa sulfat. Wang Kuan và cộng sự đã phát hiện ra rằng hệ thống phức hợp gồm natri lauroyl sarcosinate và các chất hoạt động bề mặt không ion, anion và lưỡng tính. Bằng cách thay đổi các thông số như liều lượng và tỷ lệ chất hoạt động bề mặt, người ta nhận thấy rằng đối với hệ thống phức hợp nhị phân, một lượng nhỏ alkyl glycoside có thể đạt được hiệu quả làm đặc hiệp đồng; trong khi ở hệ thống phức hợp tam phân, tỷ lệ có tác động lớn đến độ nhớt của hệ thống, trong đó sự kết hợp của natri lauroyl sarcosinate, cocamidopropyl betaine và alkyl glycoside có thể đạt được hiệu quả tự làm đặc tốt hơn. Hệ thống chất hoạt động bề mặt axit amin có thể học hỏi từ phương pháp làm đặc này.
2.3 N-Methylacyltaurine
Các tính chất vật lý và hóa học của N-methylacyl taurate tương tự như natri alkyl sulfate có cùng chiều dài chuỗi. Nó cũng có đặc tính tạo bọt tốt và không dễ bị ảnh hưởng bởi độ pH và độ cứng của nước. Nó có đặc tính tạo bọt tốt trong phạm vi axit yếu, ngay cả trong nước cứng, vì vậy nó có phạm vi sử dụng rộng hơn so với alkyl sulfate, và ít gây kích ứng da hơn so với N-natri lauroyl glutamate và natri lauryl phosphate. Gần bằng, nhưng thấp hơn nhiều so với SLES, nó là một chất hoạt động bề mặt dịu nhẹ, ít gây kích ứng. Một chất tiêu biểu hơn là natri methyl cocoyl taurate. Natri methyl cocoyl taurate được hình thành bằng cách ngưng tụ các axit béo có nguồn gốc tự nhiên và natri methyl taurate. Nó là một chất hoạt động bề mặt axit amin tổng quát với nhiều bọt và độ ổn định bọt tốt. Về cơ bản, nó không bị ảnh hưởng bởi độ pH và độ cứng của nước. Natri methyl cocoyl taurate có tác dụng làm đặc hiệp đồng với các chất hoạt động bề mặt lưỡng tính, đặc biệt là các chất hoạt động bề mặt lưỡng tính loại betaine. Trong nghiên cứu “Nghiên cứu về hiệu quả ứng dụng của bốn chất hoạt động bề mặt axit amin trong dầu gội”, Zheng Xiaomei và cộng sự đã tập trung vào natri cocoyl glutamat, natri cocoyl alanat, natri lauroyl sarcosinat và natri lauroyl aspartat. Nghiên cứu so sánh hiệu quả ứng dụng của các chất này trong dầu gội đã được thực hiện. Lấy natri laureth sulfat (SLES) làm chất tham chiếu, các yếu tố như khả năng tạo bọt, khả năng làm sạch, khả năng làm đặc và khả năng keo tụ đã được thảo luận. Thông qua các thí nghiệm, kết luận rằng khả năng tạo bọt của natri cocoyl alanat và natri lauroyl sarcosinat tốt hơn một chút so với SLES; khả năng làm sạch của bốn chất hoạt động bề mặt axit amin có sự khác biệt không đáng kể, và đều tốt hơn một chút so với SLES; khả năng làm đặc nhìn chung thấp hơn SLES. Bằng cách thêm chất làm đặc để điều chỉnh độ nhớt của hệ thống, độ nhớt của hệ thống natri cocoyl alanat có thể tăng lên đến 1500 Pa·s, trong khi độ nhớt của ba hệ thống axit amin còn lại vẫn thấp hơn 1000 Pa·s. Đường cong keo tụ của bốn chất hoạt động bề mặt axit amin nhẹ nhàng hơn so với SLES, cho thấy dầu gội axit amin xả chậm hơn, trong khi hệ thống sulfat xả nhanh hơn một chút. Tóm lại, khi làm đặc công thức dầu gội axit amin, bạn có thể cân nhắc thêm các chất hoạt động bề mặt không ion để tăng nồng độ micelle nhằm mục đích làm đặc. Bạn cũng có thể thêm các chất làm đặc polymer như PEG-120 methylglucose dioleate. Ngoài ra, việc pha chế các chất dưỡng tóc cation thích hợp để cải thiện khả năng chải tóc vẫn là một khó khăn trong loại công thức này.
3. Chất hoạt động bề mặt alkyl glycoside không ion
Bên cạnh các chất hoạt động bề mặt axit amin, các chất hoạt động bề mặt alkyl glycoside không ion (APG) đã thu hút sự chú ý rộng rãi trong những năm gần đây do khả năng gây kích ứng thấp, thân thiện với môi trường và khả năng tương thích tốt với da. Khi kết hợp với các chất hoạt động bề mặt như polyether sulfat rượu béo (SLES), APG không ion làm giảm lực đẩy tĩnh điện của các nhóm anion của SLES, từ đó tạo thành các micelle lớn có cấu trúc dạng que. Các micelle như vậy ít có khả năng thâm nhập vào da. Điều này làm giảm sự tương tác với protein da và giảm kích ứng. Fu Yanling và cộng sự đã phát hiện ra rằng khi sử dụng SLES làm chất hoạt động bề mặt anion, cocamidopropyl betaine và natri lauroamphoacetate được sử dụng làm chất hoạt động bề mặt lưỡng tính, và decyl glucoside và cocoyl glucoside được sử dụng làm chất hoạt động bề mặt không ion. Sau khi thử nghiệm, các chất hoạt động bề mặt anion có tính chất tạo bọt tốt nhất, tiếp theo là chất hoạt động bề mặt lưỡng tính, và APG có tính chất tạo bọt kém nhất; Dầu gội có chất hoạt động bề mặt anion làm chất hoạt động bề mặt chính có hiện tượng kết tủa rõ rệt, trong khi chất hoạt động bề mặt lưỡng tính và APG có đặc tính tạo bọt kém nhất. Không xảy ra hiện tượng kết tủa; về khả năng xả sạch và chải tóc ướt, thứ tự từ tốt nhất đến tệ nhất là: APG > anion > lưỡng tính, trong khi trên tóc khô, khả năng chải tóc của dầu gội có anion và lưỡng tính làm chất hoạt động bề mặt chính là tương đương nhau. Dầu gội có APG làm chất hoạt động bề mặt chính có khả năng chải tóc kém nhất; thử nghiệm trên màng màng đệm phôi gà cho thấy dầu gội có APG làm chất hoạt động bề mặt chính là dịu nhẹ nhất, trong khi dầu gội có anion và lưỡng tính làm chất hoạt động bề mặt chính là dịu nhẹ nhất. APG có CMC thấp và là chất tẩy rửa rất hiệu quả đối với lipid da và bã nhờn. Do đó, APG hoạt động như chất hoạt động bề mặt chính và có xu hướng làm cho tóc cảm thấy khô và xơ. Mặc dù chúng dịu nhẹ với da, nhưng chúng cũng có thể hút lipid và làm tăng độ khô của da. Do đó, khi sử dụng APG làm chất hoạt động bề mặt chính, cần xem xét mức độ chúng loại bỏ lipid trên da. Có thể thêm các chất dưỡng ẩm thích hợp vào công thức để ngăn ngừa gàu. Đối với tình trạng khô da, tác giả cũng xem xét có thể sử dụng nó như một loại dầu gội kiểm soát dầu, chỉ mang tính chất tham khảo.
Tóm lại, khung hoạt tính bề mặt chính hiện nay trong công thức dầu gội vẫn chủ yếu là hoạt tính bề mặt anion, về cơ bản được chia thành hai hệ thống chính. Thứ nhất, SLES được kết hợp với chất hoạt động bề mặt lưỡng tính hoặc không ion để giảm kích ứng. Hệ thống công thức này tạo nhiều bọt, dễ làm đặc, có khả năng kết tủa nhanh các chất dưỡng tóc cation và dầu silicon, đồng thời có chi phí thấp, vì vậy nó vẫn là hệ thống chất hoạt động bề mặt chủ đạo trên thị trường. Thứ hai, muối axit amin anion được kết hợp với chất hoạt động bề mặt lưỡng tính để tăng khả năng tạo bọt, đây là một điểm nóng trong phát triển thị trường. Loại sản phẩm công thức này dịu nhẹ và tạo nhiều bọt. Tuy nhiên, do công thức hệ thống muối axit amin kết tủa và xả chậm, tóc khi sử dụng loại sản phẩm này tương đối khô. Các APG không ion đã trở thành một hướng đi mới trong phát triển dầu gội do khả năng tương thích tốt với da. Khó khăn trong việc phát triển loại công thức này là tìm ra các chất hoạt động bề mặt hiệu quả hơn để tăng độ giàu bọt, và bổ sung các chất dưỡng ẩm phù hợp để giảm thiểu tác động của APG lên da đầu khô.
Thời gian đăng bài: 21/12/2023