Lo shampoo è un prodotto utilizzato quotidianamente per rimuovere lo sporco dal cuoio capelluto e dai capelli e mantenerli puliti. Gli ingredienti principali dello shampoo sono tensioattivi, addensanti, agenti condizionanti, conservanti, ecc. L'ingrediente più importante è il tensioattivo. Le sue funzioni includono non solo la pulizia, la formazione di schiuma, il controllo del comportamento reologico e la delicatezza sulla pelle, ma anche un ruolo chiave nella flocculazione cationica. Poiché il polimero cationico può depositarsi sui capelli, il processo è strettamente correlato all'attività superficiale, che a sua volta favorisce il deposito di altri componenti benefici (come emulsioni siliconiche e principi attivi antiforfora). La modifica del sistema tensioattivo o dei livelli di elettroliti innesca sempre una reazione a catena sugli effetti condizionanti del polimero nello shampoo.
1. Attività di tabella SLES
L'SLS ha un buon effetto idratante, può produrre una schiuma ricca e tende a generare una schiuma rapida. Tuttavia, interagisce fortemente con le proteine ed è altamente irritante per la pelle, quindi è raramente utilizzato come tensioattivo principale. L'ingrediente attivo principale attualmente utilizzato negli shampoo è l'SLES. L'effetto di adsorbimento dell'SLES su pelle e capelli è nettamente inferiore a quello del corrispondente SLS. I prodotti a base di SLES con un grado di etossilazione più elevato non avranno praticamente alcun effetto di adsorbimento. Inoltre, la schiuma prodotta dall'SLES ha una buona stabilità e una forte resistenza all'acqua dura. La pelle, in particolare le mucose, è molto più tollerante all'SLES che all'SLS. Il sodio lauril etere solfato e l'ammonio lauril etere solfato sono i due tensioattivi SLES più utilizzati sul mercato. Ricerche condotte da Long Zhike e altri hanno dimostrato che il lauril solfato amminico ha una viscosità della schiuma più elevata, una buona stabilità della schiuma, un volume di schiuma moderato, un buon potere detergente e capelli più morbidi dopo il lavaggio, mentre il sale di ammonio del lauril solfato (ammoniaca gassosa) si dissocia in condizioni alcaline, quindi il lauril solfato di sodio, che richiede un intervallo di pH più ampio, è più utilizzato, ma è anche più irritante dei sali di ammonio. Il numero di unità etossiliche di SLES è generalmente compreso tra 1 e 5 unità. L'aggiunta di gruppi etossilici riduce la concentrazione micellare critica (CMC) dei tensioattivi solfati. La maggiore diminuzione della CMC si verifica dopo l'aggiunta di un solo gruppo etossilico, mentre dopo l'aggiunta di 2-4 gruppi etossilici la diminuzione è molto minore. Con l'aumentare delle unità etossiliche, la compatibilità dell'AES con la pelle migliora e non si osserva quasi nessuna irritazione cutanea in SLES contenenti circa 10 unità etossiliche. Tuttavia, l'introduzione di gruppi etossi aumenta la solubilità del tensioattivo, il che ostacola la formazione di viscosità, quindi è necessario trovare un equilibrio. Molti shampoo commerciali utilizzano SLES contenente in media da 1 a 3 unità etossi.
In sintesi, lo SLES è economicamente vantaggioso nelle formulazioni di shampoo. Non solo produce una schiuma abbondante, ha una forte resistenza all'acqua dura, è facile da addensare e ha una rapida flocculazione cationica, ma rimane tuttora il tensioattivo principale negli shampoo attualmente in commercio.
2. Tensioattivi a base di amminoacidi
Negli ultimi anni, poiché lo SLES contiene diossano, i consumatori si sono orientati verso sistemi tensioattivi più delicati, come i sistemi tensioattivi a base di amminoacidi, i sistemi tensioattivi a base di glicosidi alchilici, ecc.
I tensioattivi a base di amminoacidi si dividono principalmente in acil glutammato, N-acil sarcosinato, N-metilacil taurato, ecc.
2.1 Acilglutammato
I glutammati acilici si dividono in sali monosodici e sali disodici. La soluzione acquosa dei sali monosodici è acida, mentre la soluzione acquosa dei sali disodici è alcalina. Il sistema tensioattivo a base di glutammato acilico presenta un'adeguata capacità schiumogena, proprietà idratanti e detergenti e una resistenza all'acqua dura superiore o simile a quella dello SLES. È altamente sicuro, non provoca irritazione cutanea acuta e sensibilizzazione e ha una bassa fototossicità. L'irritazione della mucosa oculare in seguito a un singolo utilizzo è lieve, mentre l'irritazione della pelle lesa (soluzione al 5% di frazione di massa) è simile a quella dell'acqua. Il glutammato acilico più rappresentativo è il glutammato disodico di cocoile. Il glutammato disodico di cocoile è prodotto a partire da acido di cocco naturale estremamente sicuro e acido glutammico dopo la clorurazione acilica. Li Qiang et al. Uno studio intitolato "Ricerca sull'applicazione del disodio cocoil glutammato negli shampoo senza silicone" ha rilevato che l'aggiunta di disodio cocoil glutammato al sistema SLES può migliorarne la capacità schiumogena e ridurre l'irritazione cutanea causata da shampoo con sintomi simili a quelli dello SLES. Quando il fattore di diluizione era 10, 20, 30 e 50 volte, il disodio cocoil glutammato non ha influenzato la velocità e l'intensità della flocculazione del sistema. Con un fattore di diluizione di 70 o 100 volte, l'effetto flocculante è migliore, ma l'ispessimento risulta più difficile. Ciò è dovuto alla presenza di due gruppi carbossilici nella molecola di disodio cocoil glutammato, e il gruppo idrofilo intercettato all'interfaccia crea un'area maggiore che determina un parametro di impaccamento critico inferiore, con conseguente facile aggregazione del tensioattivo in una forma sferica, rendendo difficile la formazione di micelle vermiformi e, di conseguenza, l'ispessimento.
2.2 N-acil sarcosinato
L'N-acil sarcosinato ha un effetto bagnante nell'intervallo da neutro a debolmente acido, ha forti effetti schiumogeni e stabilizzanti e ha un'elevata tolleranza all'acqua dura e agli elettroliti. Il più rappresentativo è il sodio lauroil sarcosinato. Il sodio lauroil sarcosinato ha un eccellente effetto detergente. È un tensioattivo anionico di tipo amminoacidico preparato da fonti naturali di acido laurico e sodio sarcosinato attraverso una reazione in quattro fasi di ftalizzazione, condensazione, acidificazione e formazione di sale. Le prestazioni del sodio lauroil sarcosinato in termini di capacità schiumogena, volume di schiuma e capacità antischiuma sono simili a quelle del sodio lauril ureth solfato. Tuttavia, nel sistema shampoo contenente lo stesso polimero cationico, le curve di flocculazione dei due presentano una differenza evidente. Nella fase di schiumatura e sfregamento, lo shampoo a base di amminoacidi ha una minore scorrevolezza durante lo sfregamento rispetto al sistema a base di solfati; Nella fase di risciacquo, non solo la scorrevolezza del risciacquo è leggermente inferiore, ma anche la velocità di risciacquo dello shampoo a base di amminoacidi è inferiore a quella dello shampoo a base di solfati. Wang Kuan et al. hanno scoperto che il sistema composto di sodio lauroil sarcosinato e tensioattivi non ionici, anionici e zwitterionici. Modificando parametri come il dosaggio e il rapporto dei tensioattivi, si è scoperto che per i sistemi composti binari, una piccola quantità di glicosidi alchilici può ottenere un ispessimento sinergico; mentre nei sistemi composti ternari, il rapporto ha un grande impatto sulla viscosità del sistema, tra cui la combinazione di sodio lauroil sarcosinato, cocamidopropil betaina e glicosidi alchilici può ottenere migliori effetti di auto-ispessimento. I sistemi di tensioattivi a base di amminoacidi possono imparare da questo tipo di schema di ispessimento.
2.3 N-metilaciltaurina
Le proprietà fisiche e chimiche del N-metilacil taurato sono simili a quelle del sodio alchilsolfato con la stessa lunghezza di catena. Presenta inoltre buone proprietà schiumogene e non è facilmente influenzato dal pH e dalla durezza dell'acqua. Ha buone proprietà schiumogene in un intervallo debolmente acido, anche in acqua dura, quindi ha una gamma di usi più ampia rispetto agli alchilsolfati ed è meno irritante per la pelle rispetto al N-sodio lauroil glutammato e al sodio lauril fosfato. Vicino, ma molto inferiore a SLES, è un tensioattivo delicato e a bassa irritabilità. Il più rappresentativo è il sodio metil cocoil taurato. Il sodio metil cocoil taurato si forma dalla condensazione di acidi grassi di origine naturale e sodio metil taurato. È un tensioattivo aminoacidico generalizzato con schiuma ricca e buona stabilità della schiuma. Non è sostanzialmente influenzato dal pH e dalla durezza dell'acqua. Il sodio metil cocoil taurato ha un effetto addensante sinergico con i tensioattivi anfoteri, in particolare con i tensioattivi anfoteri di tipo betaina. Zheng Xiaomei et al., nello studio "Ricerca sulle prestazioni applicative di quattro tensioattivi a base di amminoacidi negli shampoo", si sono concentrati su sodio cocoil glutammato, sodio cocoil alanato, sodio lauroil sarcosinato e sodio lauroil aspartato. È stato condotto uno studio comparativo sulle prestazioni applicative negli shampoo. Prendendo come riferimento il sodio lauril solfato (SLES), sono state discusse le prestazioni di schiumatura, la capacità di pulizia, le prestazioni di addensamento e le prestazioni di flocculazione. Attraverso gli esperimenti, si è concluso che le prestazioni di schiumatura del sodio cocoil alanina e del sodio lauroil sarcosinato sono leggermente migliori di quelle dello SLES; la capacità di pulizia dei quattro tensioattivi a base di amminoacidi presenta piccole differenze ed è tutte leggermente migliore dello SLES; le prestazioni di addensamento sono generalmente inferiori a quelle dello SLES. Aggiungendo un addensante per regolare la viscosità del sistema, la viscosità del sistema a base di sodio cocoil alanina può essere aumentata fino a 1500 Pa·s, mentre la viscosità degli altri tre sistemi a base di amminoacidi rimane inferiore a 1000 Pa·s. Le curve di flocculazione dei quattro tensioattivi a base di amminoacidi sono più delicate di quelle dello SLES, indicando che lo shampoo a base di amminoacidi viene risciacquato più lentamente, mentre il sistema a base di solfati viene risciacquato leggermente più velocemente. In sintesi, quando si addensa la formula dello shampoo a base di amminoacidi, si può considerare l'aggiunta di tensioattivi non ionici per aumentare la concentrazione micellare a scopo addensante. Si possono anche aggiungere addensanti polimerici come il PEG-120 metilglucosio dioleato. Inoltre, la formulazione di balsami cationici appropriati per migliorare la pettinabilità rimane una difficoltà in questo tipo di formulazione.
3. Tensioattivi alchil glicosidici non ionici
Oltre ai tensioattivi a base di amminoacidi, i tensioattivi alchil glicosidici non ionici (APG) hanno attirato molta attenzione negli ultimi anni grazie alla loro bassa irritazione, al rispetto dell'ambiente e alla buona compatibilità con la pelle. Combinati con tensioattivi come i polieteri solfati di alcoli grassi (SLES), gli APG non ionici riducono la repulsione elettrostatica dei gruppi anionici degli SLES, formando così grandi micelle con una struttura a bastoncino. Tali micelle hanno meno probabilità di penetrare nella pelle. Ciò riduce l'interazione con le proteine della pelle e la conseguente irritazione. Fu Yanling et al. hanno scoperto che gli SLES sono stati utilizzati come tensioattivi anionici, la cocamidopropil betaina e il sodio lauroamfoacetato come tensioattivi zwitterionici e il decil glucoside e il cocoil glucoside come tensioattivi non ionici. Dopo i test, i tensioattivi anionici hanno mostrato le migliori proprietà schiumogene, seguiti dai tensioattivi zwitterionici, mentre gli APG hanno mostrato le peggiori proprietà schiumogene. Gli shampoo con tensioattivi anionici come principali agenti tensioattivi presentano una flocculazione evidente, mentre i tensioattivi zwitterionici e gli APG hanno le peggiori proprietà schiumogene. Non si è verificata alcuna flocculazione; in termini di risciacquo e proprietà di pettinatura dei capelli bagnati, l'ordine dal migliore al peggiore è: APG > anioni > zwitterionici, mentre sui capelli asciutti, le proprietà di pettinatura degli shampoo con anioni e zwitterioni come principali tensioattivi sono equivalenti. , lo shampoo con APG come principale tensioattivo ha le peggiori proprietà di pettinatura; il test della membrana corioallantoidea dell'embrione di pollo mostra che lo shampoo con APG come principale tensioattivo è il più delicato, mentre lo shampoo con anioni e zwitterioni come principali tensioattivi è il più delicato. abbastanza. Gli APG hanno una bassa CMC e sono detergenti molto efficaci per la pelle e i lipidi del sebo. Pertanto, gli APG agiscono come principale tensioattivo e tendono a rendere i capelli secchi e sfibrati. Sebbene siano delicati sulla pelle, possono anche estrarre i lipidi e aumentare la secchezza cutanea. Pertanto, quando si utilizzano gli APG come tensioattivi principali, è necessario considerare la misura in cui rimuovono i lipidi della pelle. È possibile aggiungere idratanti appropriati alla formula per prevenire la forfora. Per la secchezza, l'autore ritiene inoltre che possano essere utilizzati come shampoo sebo-regolatori, a titolo puramente indicativo.
In sintesi, l'attuale struttura principale dell'attività tensioattiva nelle formule degli shampoo è ancora dominata dall'attività tensioattiva anionica, che si divide fondamentalmente in due sistemi principali. In primo luogo, il SLES viene combinato con tensioattivi zwitterionici o non ionici per ridurne l'irritazione. Questo sistema di formulazione produce una schiuma abbondante, è facile da addensare, ha una rapida flocculazione dei condizionatori cationici e a base di olio di silicone e un costo contenuto, pertanto rimane il sistema tensioattivo principale sul mercato. In secondo luogo, i sali di amminoacidi anionici vengono combinati con tensioattivi zwitterionici per aumentare le prestazioni di schiuma, e questo è un settore in forte espansione. Questo tipo di prodotto è delicato e produce una schiuma abbondante. Tuttavia, poiché la formula con sistema di sali di amminoacidi floccula e risciacqua lentamente, i capelli trattati con questo tipo di prodotto risultano relativamente secchi. I glicosaminoglicani anionici (APG) non ionici sono diventati una nuova direzione nello sviluppo degli shampoo grazie alla loro buona compatibilità con la pelle. La difficoltà nello sviluppo di questo tipo di formula sta nel trovare tensioattivi più efficaci per aumentarne la ricchezza di schiuma e nell'aggiungere idratanti adatti per attenuare l'impatto degli APG sul cuoio capelluto. Condizioni di secchezza.
Data di pubblicazione: 21 dicembre 2023