پیشرفت تحقیقات در مورد سورفکتانت های شامپو

شامپو محصولی است که در زندگی روزمره افراد برای زدودن کثیفی از پوست سر و مو و تمیز نگه داشتن پوست سر و مو استفاده می شود.ترکیبات اصلی شامپو سورفکتانت ها (که به آنها سورفکتانت گفته می شود)، غلیظ کننده ها، نرم کننده ها، مواد نگهدارنده و غیره می باشد.عملکرد سورفکتانت ها نه تنها شامل تمیز کردن، کف کردن، کنترل رفتار رئولوژیکی و نرمی پوست است، بلکه نقش کلیدی در لخته سازی کاتیونی نیز ایفا می کند.از آنجایی که پلیمر کاتیونی می تواند روی مو رسوب کند، این فرآیند ارتباط نزدیکی با فعالیت سطحی دارد و فعالیت سطحی همچنین به رسوب سایر اجزای مفید (مانند امولسیون سیلیکون، مواد فعال ضد شوره) کمک می کند.تغییر سیستم سورفکتانت یا تغییر سطح الکترولیت همیشه باعث یک واکنش زنجیره ای از اثرات پلیمری حالت دهنده در شامپو می شود.

1. فعالیت جدول SLES

SLS اثر مرطوب کنندگی خوبی دارد، می تواند فوم غنی تولید کند و تمایل به تولید فوم فلاش دارد.با این حال، تعامل قوی با پروتئین ها دارد و برای پوست بسیار تحریک کننده است، بنابراین به ندرت به عنوان فعالیت سطحی اصلی استفاده می شود.ماده اصلی فعال فعلی شامپوها SLES است.اثر جذب SLES بر روی پوست و مو به وضوح کمتر از SLS مربوطه است.محصولات SLES با درجه بالاتر اتوکسیلاسیون در واقع هیچ اثر جذبی ندارند.علاوه بر این، فوم SLES دارای پایداری خوب و مقاومت قوی در برابر آب سخت است.پوست، به ویژه غشای مخاطی، نسبت به SLS نسبت به SLES بسیار مقاوم تر است.سولفات لورت سدیم و سولفات آمونیوم لورت دو سورفکتانت SLES پرمصرف در بازار هستند.تحقیقاتی که توسط لانگ ژیک و دیگران انجام شد نشان داد که آمین سولفات لورت دارای ویسکوزیته کف بالاتر، پایداری کف خوب، حجم کف کردن متوسط، مواد شوینده خوب و موهای نرم‌تر پس از شستشو است، اما نمک آمونیوم سولفات لورت گاز آمونیاک در شرایط قلیایی تجزیه می‌شود، بنابراین لورت سدیم جدا می‌شود. سولفات که به محدوده pH وسیع تری نیاز دارد، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد، اما همچنین نسبت به نمک های آمونیوم تحریک کننده تر است.تعداد واحدهای اتوکسی SLES معمولاً بین 1 تا 5 واحد است.افزودن گروه‌های اتوکسی غلظت بحرانی میسل (CMC) سورفکتانت‌های سولفات را کاهش می‌دهد.بیشترین کاهش CMC پس از افزودن تنها یک گروه اتوکسی رخ می دهد، در حالی که پس از افزودن 2 تا 4 گروه اتوکسی، کاهش بسیار کمتر است.با افزایش واحدهای اتوکسی، سازگاری AES با پوست بهبود می‌یابد و تقریباً هیچ گونه تحریک پوستی در SLES حاوی حدود 10 واحد اتوکسی مشاهده نمی‌شود.با این حال، معرفی گروه‌های اتوکسی حلالیت سورفکتانت را افزایش می‌دهد، که مانع ایجاد ویسکوزیته می‌شود، بنابراین باید تعادلی پیدا کرد.بسیاری از شامپوهای تجاری از SLES حاوی میانگین 1 تا 3 واحد اتوکسی استفاده می کنند.

به طور خلاصه، SLES در فرمولاسیون شامپو مقرون به صرفه است.این نه تنها دارای کف غنی، مقاومت قوی در برابر آب سخت است، به راحتی ضخیم می شود و دارای لخته شدن سریع کاتیونی است، بنابراین هنوز هم سورفکتانت اصلی در شامپوهای فعلی است. 

2. سورفکتانت های اسید آمینه

در سال‌های اخیر، به دلیل اینکه SLES حاوی دی اکسان است، مصرف‌کنندگان به سیستم‌های سورفکتانت ملایم‌تری مانند سیستم‌های سورفکتانت اسید آمینه، سیستم‌های سورفکتانت آلکیل گلیکوزید و غیره روی آورده‌اند.

سورفکتانت های اسید آمینه عمدتا به آسیل گلوتامات، N-آسیل سارکوزینات، N-methylacyl taurate و غیره تقسیم می شوند.

2.1 آسیل گلوتامات

آسیل گلوتامات ها به نمک های مونو سدیم و نمک های دی سدیم تقسیم می شوند.محلول آبی نمک های مونو سدیم اسیدی و محلول آبی نمک های دی سدیم قلیایی است.سیستم سورفکتانت آسیل گلوتامات دارای قابلیت کف کردن مناسب، خواص مرطوب کنندگی و شستشو و مقاومت در برابر آب سخت است که بهتر یا شبیه به SLES است.بسیار ایمن است، باعث تحریک و حساسیت پوستی حاد نمی شود و سمیت نوری پایینی دارد.تحریک یکباره مخاط چشم خفیف است و تحریک پوست آسیب دیده (محلول کسر جرمی 5 درصد) نزدیک به آب است.آسیل گلوتامات نماینده بیشتر دی سدیم کوکوئیل گلوتامات است..دی سدیم کوکویل گلوتامات از اسید نارگیل طبیعی بسیار ایمن و اسید گلوتامیک پس از کلرید آسیل ساخته شده است.لی کیانگ و همکاراندر "تحقیق در مورد کاربرد دی سدیم کوکویل گلوتامات در شامپوهای بدون سیلیکون" یافت شد که افزودن دی سدیم کوکویل گلوتامات به سیستم SLES می تواند توانایی کف کردن سیستم را بهبود بخشد و علائم مشابه SLES را کاهش دهد.تحریک شامپو.هنگامی که فاکتور رقت 10 برابر، 20 برابر، 30 برابر و 50 برابر بود، دی سدیم کوکویل گلوتامات بر سرعت لخته سازی و شدت سیستم تأثیری نداشت.وقتی ضریب رقت 70 یا 100 برابر باشد، اثر لخته سازی بهتر است، اما ضخیم شدن دشوارتر است.دلیل آن این است که دو گروه کربوکسیل در مولکول دی سدیم کوکویل گلوتامات وجود دارد و گروه سر آبدوست در سطح مشترک رهگیری می شود.ناحیه بزرگتر منجر به یک پارامتر بسته بندی بحرانی کوچکتر می شود و سورفکتانت به راحتی به شکل کروی جمع می شود و تشکیل میسل های کرم مانند را دشوار می کند و ضخیم شدن آن را دشوار می کند.

2.2 N- آسیل سارکوزینات

N-acyl sarcosinate دارای اثر مرطوب کنندگی در محدوده خنثی تا ضعیف اسیدی است، دارای اثرات کف کننده و تثبیت کننده قوی است و تحمل بالایی برای آب سخت و الکترولیت ها دارد.نماینده ترین آنها سدیم لوروئیل سارکوزینات است..سدیم لورویل سارکوزینات دارای اثر پاک کنندگی عالی است.این یک سورفکتانت آنیونی از نوع اسید آمینه است که از منابع طبیعی اسید لوریک و سارکوزینات سدیم از طریق یک واکنش چهار مرحله ای فتالیزاسیون، تراکم، اسیدی شدن و تشکیل نمک تهیه می شود.عامل.عملکرد سدیم لورویل سارکوزینات از نظر عملکرد کف کردن، حجم کف و عملکرد کف زدایی نزدیک به سدیم لورت سولفات است.با این حال، در سیستم شامپو حاوی همان پلیمر کاتیونی، منحنی های لخته سازی این دو وجود دارد.تفاوت آشکاردر مرحله کف کردن و مالش، شامپو سیستم اسید آمینه لغزندگی کمتری نسبت به سیستم سولفات دارد.در مرحله فلاشینگ نه تنها لغزندگی فلاشینگ کمی کمتر است، بلکه سرعت شستشوی شامپو اسید آمینه کمتر از شامپو سولفات است.وانگ کوان و همکاراندریافتند که سیستم ترکیبی سدیم لوروئیل سارکوزینات و سورفکتانت‌های غیریونی، آنیونی و زوئیتریونی.با تغییر پارامترهایی مانند دوز و نسبت سورفکتانت، مشخص شد که برای سیستم‌های ترکیبی دوتایی، مقدار کمی از آلکیل گلیکوزیدها می‌توانند ضخیم شدن سینرژیک را به دست آورند.در حالی که در سیستم های ترکیبی سه تایی، این نسبت تأثیر زیادی بر ویسکوزیته سیستم دارد، از جمله ترکیب سدیم لوروئیل سارکوزینات، کوکامیدوپروپیل بتائین و آلکیل گلیکوزیدها می تواند به اثرات خود ضخیم شدن بهتری دست یابد.سیستم های سورفکتانت آمینو اسیدی می توانند از این نوع طرح ضخیم شدن درس بگیرند.

2.3 N-متیلاسیلاتورین

خواص فیزیکی و شیمیایی N-methylacyl taurate مشابه خواص آلکیل سولفات سدیم با طول زنجیره یکسان است.همچنین خاصیت کف کنندگی خوبی دارد و به راحتی تحت تاثیر PH و سختی آب قرار نمی گیرد.در محدوده اسیدی ضعیف، حتی در آب سخت، خاصیت کف کنندگی خوبی دارد، بنابراین از آلکیل سولفات ها کاربرد وسیع تری دارد و نسبت به N-sodium lauroyl glutamate و سدیم لوریل فسفات کمتر باعث تحریک پوست می شود.نزدیک، بسیار پایین تر از SLES، یک سورفکتانت خفیف و کم تحریک است.نماینده بیشتر سدیم متیل کوکویل تورات است.سدیم متیل کوکویل تورات از تراکم اسیدهای چرب مشتق شده طبیعی و سدیم متیل تورات تشکیل می شود.این یک سورفکتانت اسید آمینه عمومی با کف غنی و پایداری کف خوب است.اساساً تحت تأثیر pH و آب قرار نمی گیرد.اثر سختی.سدیم متیل کوکویل تورات دارای اثر غلیظ کننده هم افزایی با سورفکتانت های آمفوتریک، به ویژه سورفکتانت های آمفوتریک نوع بتائین است.ژنگ شیائومی و همکاراندر "تحقیق در عملکرد کاربرد چهار سورفکتانت اسید آمینه در شامپوها" بر روی کوکویل گلوتامات سدیم، کوکویل آلانات سدیم، لورویل سارکوزینات سدیم و لوروئیل آسپارتات سدیم متمرکز شد.یک مطالعه مقایسه ای بر روی عملکرد کاربرد در شامپو انجام شد.با در نظر گرفتن سدیم لورت سولفات (SLES) به عنوان مرجع، عملکرد کف کردن، توانایی تمیز کردن، عملکرد ضخیم شدن و عملکرد لخته سازی مورد بحث قرار گرفت.از طریق آزمایش‌ها، نتیجه‌گیری شد که عملکرد کف‌سازی سدیم کوکویل آلانین و سدیم لوروئیل سارکوزینات کمی بهتر از SLES است.توانایی پاک کنندگی چهار سورفکتانت اسید آمینه تفاوت کمی دارد و همه آنها کمی بهتر از SLES هستند.ضخیم شدن عملکرد عموماً کمتر از SLES است.با افزودن یک غلیظ کننده برای تنظیم ویسکوزیته سیستم، ویسکوزیته سیستم کوکویل آلانین سدیم را می توان به 1500 Pa·s افزایش داد، در حالی که ویسکوزیته سه سیستم اسید آمینه دیگر هنوز کمتر از 1000 Pa·s است.منحنی لخته سازی چهار سورفکتانت اسید آمینه ملایم تر از SLES است، که نشان می دهد شامپو اسید آمینه کندتر شستشو می شود، در حالی که سیستم سولفات کمی سریعتر شستشو می شود.به طور خلاصه، هنگام غلیظ کردن فرمول شامپو اسید آمینه، می توانید اضافه کردن سورفکتانت های غیر یونی برای افزایش غلظت میسل به منظور غلیظ شدن در نظر بگیرید.همچنین می توانید ضخیم کننده های پلیمری مانند متیل گلوکز دیولات PEG-120 را اضافه کنید.علاوه بر این، ترکیب نرم‌کننده‌های کاتیونی مناسب برای بهبود قابلیت شانه‌پذیری همچنان در این نوع فرمول‌بندی مشکل است.

3. سورفکتانت های غیر یونی آلکیل گلیکوزید

علاوه بر سورفکتانت های اسید آمینه، سورفکتانت های غیریونی آلکیل گلیکوزید (APGs) در سال های اخیر به دلیل تحریک کم، سازگاری با محیط زیست و سازگاری خوب با پوست، توجه گسترده ای را به خود جلب کرده اند.ترکیب با سورفکتانت هایی مانند سولفات های پلی اتر الکل چرب (SLES)، APG های غیر یونی دافعه الکترواستاتیکی گروه های آنیونی SLES را کاهش می دهند و در نتیجه میسل های بزرگی با ساختار میله ای شکل می دهند.چنین میسل هایی کمتر به داخل پوست نفوذ می کنند.این باعث کاهش تعامل با پروتئین های پوست و در نتیجه تحریک می شود.فو یانلینگ و همکاراننشان داد که SLES به عنوان سورفکتانت آنیونی، کوکامیدوپروپیل بتائین و سدیم لوروآمفواستات به عنوان سورفکتانت های زوئیتریونی و دسیل گلوکوزید و کوکویل گلوکزید به عنوان سورفکتانت های غیریونی استفاده شد.عوامل فعال، پس از آزمایش، سورفکتانت های آنیونی بهترین خواص کف کنندگی را دارند، پس از آن سورفکتانت های زوئیترییونی و APG ها بدترین خواص کف کنندگی را دارند.شامپوهایی با سورفکتانت‌های آنیونی به‌عنوان عوامل فعال سطحی اصلی، لخته‌سازی آشکاری دارند، در حالی که سورفکتانت‌های زویترییونی و APG بدترین خواص کف‌کنندگی را دارند.هیچ لخته سازی رخ نداد.از نظر خاصیت آبکشی و شانه کردن موهای مرطوب، ترتیب از بهترین به بدترین عبارت است از: APGs > آنیون ها > zwitterionics، در حالی که در موهای خشک، خواص شانه کنندگی شامپوها با آنیون ها و زویتریون ها به عنوان سورفکتانت های اصلی معادل است.شامپو با APG به عنوان سورفکتانت اصلی بدترین خاصیت شانه کنندگی را دارد.آزمایش غشای کوریوآلانتوئیک جنین مرغ نشان می دهد که شامپو با APG به عنوان سورفکتانت اصلی ملایم ترین است، در حالی که شامپو با آنیون ها و زویتریون ها به عنوان سورفکتانت اصلی ملایم ترین است.کاملا.APG ها CMC پایینی دارند و شوینده های بسیار موثری برای چربی های پوست و سبوم هستند.بنابراین، APG ها به عنوان سورفکتانت اصلی عمل می کنند و تمایل دارند موها را خشک و خشک کنند.اگرچه آنها برای پوست ملایم هستند، اما می توانند لیپیدها را استخراج کرده و خشکی پوست را افزایش دهند.بنابراین، هنگام استفاده از APG به عنوان سورفکتانت اصلی، باید میزان حذف لیپیدهای پوست را در نظر بگیرید.برای جلوگیری از شوره سر می توان مرطوب کننده های مناسب را به فرمول اضافه کرد.برای خشکی، نویسنده همچنین در نظر می گیرد که می تواند به عنوان یک شامپوی کنترل کننده روغن، فقط برای مرجع استفاده شود.

به طور خلاصه، چارچوب اصلی فعلی فعالیت سطحی در فرمول‌های شامپو همچنان تحت سلطه فعالیت سطحی آنیونی است که اساساً به دو سیستم اصلی تقسیم می‌شود.ابتدا، SLES با سورفکتانت های زویتریونی یا سورفکتانت های غیر یونی ترکیب می شود تا تحریک آن را کاهش دهد.این سیستم فرمول دارای فوم غنی است، به راحتی ضخیم می شود و دارای لخته سازی سریع تهویه کننده های روغن کاتیونی و سیلیکونی و کم هزینه است، بنابراین هنوز هم سیستم سورفکتانت اصلی در بازار است.دوم، نمک‌های آمینو اسید آنیونی با سورفکتانت‌های زویتریونیک ترکیب می‌شوند تا عملکرد کف‌سازی را افزایش دهند، که یک نقطه داغ در توسعه بازار است.این نوع محصول فرمول ملایم و دارای کف غنی است.با این حال، به دلیل اینکه فرمول سیستم نمک اسید آمینه لخته می شود و به آرامی شستشو می شود، موهای این نوع محصول نسبتاً خشک است..APG های غیر یونی به دلیل سازگاری خوب با پوست، به مسیر جدیدی در تولید شامپو تبدیل شده اند.مشکل در توسعه این نوع فرمول یافتن سورفکتانت‌های کارآمدتر برای افزایش غنای کف آن و افزودن مرطوب‌کننده‌های مناسب برای کاهش تاثیر APG بر روی پوست سر است.شرایط خشک