Гелеподібний шампунь

Значення рН знімають по шкалі прибору. Вимірювання проводять  декілька раз. За кінцевими даними вимірювань приймають середньо арифметичне, допустима  різниця між ними не повинна перевищувати 0,1 одиницю рН, інтервал сумарної похибки  вимірювання 0,1 одиниці рН при довірчій ймовірності Р=0.95 [4].

 

Визначення піноутворюючої здатності

Визначення піноутрорюючої здатності шампуню полягає у  визначенні висоти стовпа піни, яка  утворюється при вільному падінні 200 см³ водного розчину шампуню з висоти 900 мм на поверхню того ж розчину.

Від кожної одиниці транспортної тари відбирають по одному флакону. Вміст  відібраних флаконів поєднують разом  для отримання середньої проби  масою 1 кг. Готують воду жорсткістю 3,57 мг*екв/дм³ та розчин шампуню для досліду. Наважку шампуню 5 г, з похибкою не більше 0.01 г, поміщують у хімічний стакан, розчиняють у 50-60 см³ жорсткої води, перемішують до повного розчинення. Отриманий поміщають у колбу або циліндр, доводять до 1000 см³ жорсткою водою і перемішують, уникаючі піноутворення.

Піноутворюючу здатність  визначають на приладі Росс-Майлса при температурі 35-39⁰С, при висоті стовпа піни в міліметрах, виміряної через кожні 30 с, а стійкість стовпа піни через 5 хв. За кінцевими результатами вимірювань приймають середне арифметичне значення результатів [5].

 

Визначення долі хлоридів у шампуні

У плоскодонній колбі зважують 2-5 г шампуню з похибкою не більше 0.005 г, розчиняють в 50 см³ води, додають 2 краплі метилового червоного. Якщо розчин жовтого кольору, то його нейтралізують розведеною нітратною кислотою до появи рожевого забарвлення. Потім додають 2,5 см³ розчину хромкислого калію і титрують розчином азоткислого арґентуму до появи бурого кольору. Масову долю хлоридів визначають за формулою. За результатами приймають середнє арифметичне значення трьох вимірів, с допустимою похибкою не більше 0,1% [6].

 

 

6. Основні компоненти шампуню

 

 

Вода

Вода в шампуні може досягати 80%, тому якість води має велике значення при виробництві шампунів. Перш за все, вода повинна бути мікробіологічно  чистою, в іншому випадку вона стане  джерелом забруднення продукту. Необхідно, щоб у ній були відсутні солі заліза і жорсткості (кальцію, магнію). Солі жорсткості зменшують піноутворення  в шампуні, залізо може руйнувати  активну добавку і змінювати  колір. Для зв'язування солей жорсткості в шампуні додають хелатні  сполуки, наприклад Трилон Б. Вміст  важких металів у воді не повинен  перевищувати допустимі норми. При  виробництві шампунів, обов'язкове проведення спеціальної водопідготовки з метою одержання пом'якшеної, мікробіологічно чистої води [7].

Поверхнево-активні  речовини

Повернево-активні речовини – основні робочі інгредієнти шампуню. Вони очищують волосся від бруду і жиру, а також забезпечують вспінювання шампуню. У сучасних шампунях в якості миючих речовин найчастіше додають аніонні ПАР. Однак вони володіють подразнюючою дією на шкіру і слизову оболонку очей. Щоб компенсувати це в складі шампуню включають інші групи ПАР, які компенсують шкідливий вплив і пом'якшують роботу шампуню [8].

В залежності від природи  полярної групи і її здатності  до дисоціації на іони розрізняють: аніонні, катіонні ПАР, амфотерні, і неіоногенні.

Аніонні ПАР :

1.Сульфонати (лаурилсульфат та оксиетильований лаурилсульфат у вигляді солей натрію, магнію, амонію, моно-, ди- і триетаноламін та ін.). Всі ці речовини володіють високими функціональними властивостями, але надають подразнюючу дію на шкірні покриви і слизові оболонки.

2.Продукти,що представляють собою різні похідні сульфоянтарної кислоти.Ці речовини володіють м'якою дією на кератин волосся і шкіру голови, а також здатні утворювати піну. У сучасних піномиючих засобах також використовують солі полуефірів сульфоянтарної кислоти – сульфокцинати.

3.Поліоксиетиленалкільні ефіри сірчаної кислоти. Їм притаманні високі функціональні характеристики, однак вони володіють високим подразнюючим ефектом на шкірні покриви [8].

3.Саркозіни(лаурілсаркозін). Мають високу піноутворюючу здатність і не викликають подразнення слизової оболонки очей.

Катіонні ПАР,у яких поверхневою активністю володіє катіон, представлені четвертинними сполуками амонію,амідоаміновими солями, бензалконію хлоридом та ін. [8].

В якості активних речовин  у складі піномиючих косметичних  засобів їх прктично не застосовують,але  введення в невеликих кількостях надає шампуню антистатичну і дезінфікуючу дію, незважаючи на низькі функціональні властивості катіонних ПАР.

Механізм кондиціонуючої дії полягає в тому, що катіонні ПАР, зважаючи на високий ступень адсорбції на кератини, нейтралізують негативний заряд, характерний для поверхні волосини [9].

Амфотерні ПАВ в своїй структурі містять гідрофільну і гідрофобну угруповання, завдяки чому ці з'єднання мають властивості аніонних ПАР в лужному середовищі і катіонних - в кислому розчині. Шампуні, що мають у своєму складі дану групу ПАР, забезпечують тривалу знежирюючу дію на волосся, не мають подразнюючої дії на слизові оболонки очей.

До природних амфотерним ПАР (або амфолітів) відносяться  деякі фосфоліпіди, наприклад, лецитин - складний ефір фосфорної кислоти  з гліцеридами жирних кислот і  холіном. Промислове значення мають  амфоліти карбоксібетаінового і  імідазолінових ряду, а також похідні  амінокислот.

Сульфобетаіни і сульфатобетаіни, на відміну від карбоксібетаінів незалежно від рН середовища, виявляють  і катіонні, і аніонні властивості, у зв'язку з чим їх іноді виділяють  в самостійну підгрупу цвіттер-іонних ПАР [10].

Алкілбетаіни жирного  ряду зазвичай використовуються як допоміжні засоби і загусникиразом з поліоксиетиленалкільнимі ефірами сірчаної кислоти, тому забезпечують утворення більш легкої і об'ємної піни в порівнянні з алканолом аміду жирного ряду.

Похідні імідазоліну є  складовою частиною дитячих шампуні та шампунів для пошкодженого волосся завдяки дерматологічної м'якості. Використовуються в поєднанні з поліоксиетиленалкільнимі ефірами сірчаної кислоти або неіонними ПАР, тому володіють недостатньою очищуючою здатністю. Іноді використовуються як допоміжна речовина для підвищення піноутворення і загусник для шампунів на основі алкілсульфатів або поліоксиетиленалкільних ефірів сірчаної кислоти.

Алкілаланін володіє властивостями, подібними амфотерним ПАР типу бетаїну, також застосовується як допоміжний засіб для вспінювання шампуню, заснованого на аніонних ПАР. Ефект даного типу ПАВ багато в чому залежить від рН, зокрема, в кислому середовищі його ефект знижується [11].

Неіоногенні ПАР - похідні оксиду етилену - оксиетильовані аліфатичні спирти, алкілфенол і алкілоаміди, алкілполіглікозіди (АПГ), гліцериди і полігліцерінові ефіри аліфатичних кислот, ефіри сахарози, мальтози та інших цукрів.

Введення цих ПАР до складу шампунів забезпечує солюбілізуючу і піностабілізуючу функції, пом'якшувальний ефект [11]. Безперечною перевагою АПГ є їх позитивний вплив на структуру волосся, що використовується в рецептурах «щадних» шампунів. При використанні АПГ в якості основного сурфаканта в комбінації з бетаїном досягається подальше поліпшення дерматологічних характеристик при достатній кінцевій в'язкості і хорошій піноутворюючій властивості.

З числа неіоногенних ПАР велике значення для косметичних препаратів мають оксиетильовані гліцериди аліфатичних кислот, оксиетильовані ефіри аліфатичних кислот і ангідросорбіта, відомі як твіни, а також «оксиетильований ланолін».

При виборі номенклатури і  концентрації комплексу ПАР необхідно  враховувати побічні ефекти при  їх застосуванні :

- можливість появи дратівної  дії внаслідок руйнування ліпідних  структур рогового шару, зниження  бар'єрної функції шкіри;

- можливість цитотоксичної  дії деяких катіонних ПАР; 

- розвиток контактних  дерматитів, викликаних застосуванням  високих концентрацій аніонних  ПАР;

- прояв кумулятивного  ефекту [11].

Механізм очищуючої  дії ПАР :

1)Гідрофілізація шкірних  покривів

Молекули ПАР мають  дві ділянки - гідрофільну і гідрофобну. Вони можуть вбудовуватися в ліпідний шар, орієнтуючись своєю гідрофобною  частиною до жирових частинок. При  цьому молекули ПАР групуються разом  таким чином, що в ліпідному шарі виявляються гідрофільні, тобто  проникні для води, ділянки. Відбувається гідратація ліпідних мембран - вода, нанесена на поверхню шкіри, просочується в роговий  шар і проникає в гідрофільні  області, створені молекулами ПАР. Гідратація рогового шару супроводжується частковим  пошкодженням ліпідних структур і викликає зниження водоутримуючої здатності  епідермісу, що в кінцевому підсумку призводить до розвитку сухості шкіри.

2)Солюбілізація жирових  частинок в розчині ПАР

Гідрофілізовані жирові частинки солюбілізуються ПАР. Термін «солюбілізація»  означає утворення стійкого розчину  гідрофобного або гідрофільного  речовин, нерозчинного в даному розчиннику, у відповідному розчині ПАР. Перехід  солюбілізованої частинки в об'єм піни полегшує її видалення і подальше прополіскування водою або іншими косметичними засобами.

 

Загущувачі

Загущувачі не приймають участі в очищенні волосся, проте без них шампуні були б дуже рідкими і незручними для застосування. Крім цього рідкі шампуні погано продаються, а більш густі і в'язкі створюють враження більш концентрованого складу. Найчастіше в якості загущувача використовують кухонну сіль, яка викликає загущення ПАР [12]. Набагато рідше використовують спеціальні полімерні інгредієнти, із-за високої вартості.

До складу шампунів загущувачі вводять для забезпечення необхідної в'язкості і необхідних структурних властивостей. У якості загущувачів використовують водорозчинні синтетичні, природні і модифіковані природні полімери. Особливо часто їх використовують в тих випадках, коли рецептура шампуню включає дерматологічно-м'які типи аніонних і амфотерних ПАР і в'язкість шампуню не піддається регулюванню звичайними прийомами.

Типи загущувачів:

Синтетичні полімери - поліакрилова кислота; сополімери акрилової і метакрилової кислот; сополімери акрилової кислоти з акриламідом, вінілпіролідону з малеїновим ангідридом; полівініловий спирт; блок-сополімери окису етилену і окису бутилену (в концендраціі до 20%).

Водорозчинні  ефіри целюлози - гідроксиетилцелюлоза, метилгідроксипропілцелюлоза, метилцелюлоза, метилгідроксиетилцеллюлоза, натрійкарбоксиметилцеллюлоза, гідроксиетилкарбоксиметилцелюлоза.

Природні полісахариди - рослинні камеді, агар, альгінат натрію, що вводяться в концентрації 1-5%, ксантан, який володіє унікальною гелеутворюючою здатністю, мало залежить від температури і рН. У складі шампунів «2 в 1» застосовуються катіонні полімери «Polyquaternium-X», де Х - цифра в порядку їх введення в практику. Сополімери акриламіду одночасно надають гелеутворюючу дію, покращують піну і рекомендуються для опалесціювання шампунів і шампунів - ополіскувачів в концентрації 0,05-0,2%.

Для одержання прозорої рецептури  зазвичай вводяться бетаїн або неіоногенні  ПАР. В якості речовин, що забезпечують загущення водних рецептур, найчастіше використовують солі електролітів: натрію хлорид, амонію хлорид, магнію хлорид, натрію сульфат у концентрації 0,1-2% [12].

 

Кондиціонуючі добавки

Для чого потрібні кондиціонуючі  добавки? У процесі життя волоса під впливом шкідливих зовнішніх чинників (розчісування поганий гребінцем, знебарвлення, хімія, а також комбінація цих та інших факторів) відбувається руйнування кутикули волоса. У зв'язку з цим існує необхідність відновлення структури волоса. Волокно волосся має на своїй поверхні негативно заряджені хімічні групи, які здатні утворювати комплекси з катіонними (позитивно зарядженими) поверхнево-активними речовинами, поліпептидами та іншими речовинами.

Суть кондиціонування  полягає в тому, що катіонні реагенти і поліпептиди з білкових гідролізатів притягуються до негативно заряджених груп і таким чином створюють  захисний шар на поверхні волосини. Причому, чим більше були пошкоджені волосся, тим активніше йде процес кондиціонування, і тим більш помітний ефект [13].

До кондиціонерів відносяться  різні масла, жирні спирти, складні  ефіри гліколя, білкові похідні. У кремоподібних шампунях найбільш часто зустрічається ланолін, розчинне ланолінове масло і розчинні похідні  ланоліну. Дуже цінними споживчими якостями володіє, наприклад, катіонний  акриловий сополімер, добавка якого  до шампуню полегшує розчісування волосся  у вологому стані і надає їм антистатичні властивості.

 

Регулятори кислотності

Найчастіше шампуні містять у своєму складі інгредієнти, які створюють певну ступінь кислотності (pH) шампуню. Більшість побутових шампунів є слабколужними або нейтральними (pH 7 та трохи вище). Чим більш лужний шампунь, тим сильніше виражені його миючі властивості. Такий рівень кислотності може викликати набухання волосся, робити його ослабленим, сухим і ламким. А так само подразнювати шкіру голови.

Кислі шампуні зазвичай в своєму складі містять лимонну, молочну або ортофосфорну кислоти [13]. Їх pH знаходиться в межах 4-6, рідше опускаються до 3. Кислі шампуні більше підходять волоссю, особливо пошкодженому. Такі шампуні підтримують структуру волосся і нейтралізують надлишки лугів. Особливо це важливо, якщо pH водопровідної води злегка лужний.