Progresso da pesquisa sobre surfactantes de shampoo

Shampoo é um produto utilizado no dia a dia das pessoas para remover a sujeira do couro cabeludo e dos cabelos e manter o couro cabeludo e os cabelos limpos.Os principais ingredientes do shampoo são os surfactantes (chamados de surfactantes), espessantes, condicionadores, conservantes, etc.As funções dos surfactantes incluem não apenas limpeza, formação de espuma, controle do comportamento reológico e suavidade da pele, mas também desempenham um papel fundamental na floculação catiônica.Como o polímero catiônico pode ser depositado no cabelo, o processo está intimamente relacionado à atividade superficial, e a atividade superficial também auxilia na deposição de outros componentes benéficos (como emulsão de silicone, ativos anticaspa).Mudar o sistema surfactante ou alterar os níveis de eletrólitos sempre causará uma reação em cadeia de efeitos de polímero condicionador no shampoo.

1. Atividade da tabela SLES

SLS tem um bom efeito hidratante, pode produzir espuma rica e tende a produzir espuma instantânea.Porém, possui forte interação com proteínas e é altamente irritante para a pele, por isso raramente é utilizado como principal atividade de superfície.O principal ingrediente ativo atual dos shampoos é o SLES.O efeito de adsorção do SLES na pele e no cabelo é obviamente menor do que o do SLS correspondente.Os produtos SLES com um maior grau de etoxilação não terão, na verdade, efeito de adsorção.Além disso, a espuma de SLES Possui boa estabilidade e forte resistência à água dura.A pele, especialmente a membrana mucosa, é muito mais tolerante ao SLES do que ao SLS.O laureth sulfato de sódio e o laureth sulfato de amônio são os dois surfactantes SLES mais amplamente utilizados no mercado.Pesquisa de Long Zhike e outros descobriram que laureth sulfato amina tem maior viscosidade de espuma, boa estabilidade de espuma, volume moderado de espuma, boa detergência e cabelo mais macio após a lavagem, mas laureth sulfato sal de amônio O gás amônia será dissociado em condições alcalinas, então laureth de sódio o sulfato, que requer uma faixa de pH mais ampla, é mais amplamente utilizado, mas também é mais irritante que os sais de amônio.O número de unidades etoxi SLES é geralmente entre 1 e 5 unidades.A adição de grupos etóxi reduzirá a concentração micelar crítica (CMC) dos surfactantes sulfato.A maior diminuição na CMC ocorre após a adição de apenas um grupo etoxi, enquanto que após a adição de 2 a 4 grupos etoxi, a diminuição é muito menor.À medida que as unidades etoxi aumentam, a compatibilidade do AES com a pele melhora, e quase nenhuma irritação da pele é observada no SLES contendo cerca de 10 unidades etoxi.No entanto, a introdução de grupos etóxi aumenta a solubilidade do surfactante, o que dificulta a construção da viscosidade, pelo que é necessário encontrar um equilíbrio.Muitos shampoos comerciais usam SLES contendo em média 1 a 3 unidades etoxi.

Em resumo, o SLES é econômico em formulações de xampus.Ele não só possui espuma rica, forte resistência à água dura, é fácil de engrossar e possui floculação catiônica rápida, por isso ainda é o surfactante principal nos xampus atuais. 

2. Surfactantes de aminoácidos

Nos últimos anos, como o SLES contém dioxano, os consumidores recorreram a sistemas surfactantes mais suaves, como sistemas surfactantes de aminoácidos, sistemas surfactantes de alquil glicosídeos, etc.

Os surfactantes de aminoácidos são divididos principalmente em acil glutamato, N-acil sarcosinato, N-metilacil taurato, etc.

2.1 Acil glutamato

Os acil glutamatos são divididos em sais monossódicos e sais dissódicos.A solução aquosa de sais monossódicos é ácida e a solução aquosa de sais dissódicos é alcalina.O sistema surfactante de acil glutamato possui capacidade de formação de espuma apropriada, propriedades de umedecimento e lavagem e resistência à água dura que são melhores ou semelhantes ao SLES.É altamente seguro, não causa irritação e sensibilização aguda da pele e possui baixa fototoxicidade., a irritação única na mucosa ocular é leve e a irritação na pele lesionada (solução de fração de massa a 5%) é próxima à da água.O acil glutamato mais representativo é o cocoil glutamato dissódico..O cocoil glutamato dissódico é feito de ácido de coco natural extremamente seguro e ácido glutâmico após cloreto de acila.Li Qiang et al.encontrado em “Pesquisa sobre a aplicação de glutamato de cocoil dissódico em xampus sem silicone” que a adição de glutamato de cocoil dissódico ao sistema SLES pode melhorar a capacidade de formação de espuma do sistema e reduzir os sintomas semelhantes aos do SLES.Irritação com shampoo.Quando o fator de diluição foi 10 vezes, 20 vezes, 30 vezes e 50 vezes, o cocoil glutamato dissódico não afetou a velocidade e intensidade de floculação do sistema.Quando o fator de diluição é 70 ou 100 vezes, o efeito de floculação é melhor, mas o espessamento é mais difícil.A razão é que existem dois grupos carboxila na molécula de cocoil glutamato dissódico, e o grupo principal hidrofílico é interceptado na interface.A área maior resulta em um parâmetro crítico de empacotamento menor, e o surfactante agrega-se facilmente em um formato esférico, dificultando a formação de micelas semelhantes a vermes, dificultando seu espessamento.

2.2 Sarcosinato de N-acil

O sarcosinato de N-acil tem um efeito umectante na faixa neutra a fracamente ácida, tem fortes efeitos espumantes e estabilizadores e tem alta tolerância a água dura e eletrólitos.O mais representativo é o lauroil sarcosinato de sódio..O lauroil sarcosinato de sódio tem excelente efeito de limpeza.É um surfactante aniônico do tipo aminoácido preparado a partir de fontes naturais de ácido láurico e sarcosinato de sódio por meio de uma reação de quatro etapas de ftalização, condensação, acidificação e formação de sal.agente.O desempenho do lauroil sarcosinato de sódio em termos de desempenho de formação de espuma, volume de espuma e desempenho antiespumante é próximo ao do laureth sulfato de sódio.Porém, no sistema de shampoo contendo o mesmo polímero catiônico, existem as curvas de floculação dos dois.diferença óbvia.Na fase de formação de espuma e fricção, o shampoo do sistema de aminoácidos apresenta menor escorregadiaidade do que o sistema de sulfato;na fase de lavagem, não apenas a escorregadia da lavagem é ligeiramente menor, mas também a velocidade de lavagem do xampu de aminoácidos é menor que a do xampu de sulfato.Wang Kuan et al.descobriram que o sistema composto de lauroil sarcosinato de sódio e surfactantes não iônicos, aniônicos e zwitteriônicos.Ao alterar parâmetros como dosagem e proporção de surfactante, descobriu-se que para sistemas de compostos binários, uma pequena quantidade de alquilglicosídeos pode atingir espessamento sinérgico;enquanto em sistemas compostos ternários, a proporção tem um grande impacto na viscosidade do sistema, entre os quais A combinação de lauroil sarcosinato de sódio, cocamidopropil betaína e alquil glicosídeos pode alcançar melhores efeitos de autoespessamento.Os sistemas surfactantes de aminoácidos podem aprender com esse tipo de esquema de espessamento.

2,3 N-Metilaciltaurina

As propriedades físicas e químicas do N-metilacil taurato são semelhantes às do alquilsulfato de sódio com o mesmo comprimento de cadeia.Também possui boas propriedades de formação de espuma e não é facilmente afetado pelo pH e pela dureza da água.Possui boas propriedades espumantes na faixa fracamente ácida, mesmo em água dura, por isso tem uma gama mais ampla de utilizações do que os alquilsulfatos e é menos irritante para a pele do que o N-lauroil glutamato de sódio e o lauril fosfato de sódio.Perto, muito abaixo do SLES, é um surfactante suave e de baixa irritação.O mais representativo é o metil cocoil taurato de sódio.O metil cocoil taurato de sódio é formado pela condensação de ácidos graxos de origem natural e metil taurato de sódio.É um surfactante de aminoácidos generalizado com espuma rica e boa estabilidade de espuma.Basicamente não é afetado pelo pH e pela água.Efeito de dureza.O metil cocoil taurato de sódio tem um efeito espessante sinérgico com surfactantes anfotéricos, especialmente surfactantes anfotéricos do tipo betaína.Zheng Xiaomei et al.em “Pesquisa sobre o desempenho da aplicação de surfactantes de quatro aminoácidos em xampus” com foco em cocoil glutamato de sódio, cocoil alanato de sódio, lauroil sarcosinato de sódio e lauroil aspartato de sódio.Foi realizado um estudo comparativo sobre o desempenho da aplicação em shampoo.Tomando como referência o lauril éter sulfato de sódio (SLES), foram discutidos o desempenho de formação de espuma, capacidade de limpeza, desempenho de espessamento e desempenho de floculação.Por meio de experimentos, concluiu-se que o desempenho de formação de espuma da cocoil alanina sódica e do lauroil sarcosinato de sódio é ligeiramente melhor que o do SLES;a capacidade de limpeza dos quatro surfactantes de aminoácidos tem pouca diferença e são todos ligeiramente melhores que o SLES;espessamento O desempenho é geralmente inferior ao SLES.Ao adicionar um espessante para ajustar a viscosidade do sistema, a viscosidade do sistema cocoil alanina de sódio pode ser aumentada para 1.500 Pa·s, enquanto a viscosidade dos outros três sistemas de aminoácidos ainda é inferior a 1.000 Pa·s.As curvas de floculação dos quatro surfactantes de aminoácidos são mais suaves do que as do SLES, indicando que o shampoo de aminoácidos libera mais lentamente, enquanto o sistema de sulfato libera um pouco mais rápido.Em resumo, ao engrossar a fórmula do shampoo de aminoácidos, você pode considerar a adição de surfactantes não iônicos para aumentar a concentração de micelas com a finalidade de espessamento.Você também pode adicionar espessantes de polímero, como dioleato de metilglicose PEG-120.Além disso, a composição de condicionadores catiônicos adequados para melhorar a penteabilidade ainda é uma dificuldade neste tipo de formulação.

3. Surfactantes de alquil glicosídeo não iônicos

Além dos surfactantes de aminoácidos, os surfactantes de alquilglicosídeos não iônicos (APGs) têm atraído ampla atenção nos últimos anos devido à sua baixa irritação, respeito ao meio ambiente e boa compatibilidade com a pele.Combinados com surfactantes como poliéter sulfatos de álcool graxo (SLES), os APGs não iônicos reduzem a repulsão eletrostática dos grupos aniônicos do SLES, formando assim grandes micelas com uma estrutura semelhante a um bastão.Essas micelas têm menos probabilidade de penetrar na pele.Isto reduz a interação com as proteínas da pele e a irritação resultante.Fu Yanling et al.descobriram que SLES foi usado como surfactante aniônico, cocamidopropil betaína e lauroanfoacetato de sódio foram usados ​​​​como surfactantes zwitteriônicos, e decil glicosídeo e cocoil glicosídeo foram usados ​​​​como surfactantes não iônicos.Agentes ativos, após testes, os surfactantes aniônicos apresentam as melhores propriedades espumantes, seguidos pelos surfactantes zwitteriônicos, e os APGs apresentam as piores propriedades espumantes;xampus com surfactantes aniônicos como principais agentes tensoativos apresentam floculação óbvia, enquanto surfactantes zwitteriônicos e APGs apresentam as piores propriedades espumantes.Nenhuma floculação ocorreu;em termos de propriedades de enxágue e pentear os cabelos molhados, a ordem do melhor para o pior é: APGs > ânions > zwitteriônicos, enquanto em cabelos secos, as propriedades de pentear dos xampus com ânions e zwitterions como principais surfactantes são equivalentes., o shampoo com APGs como principal surfactante tem as piores propriedades de pentear;o teste da membrana corioalantóica do embrião de galinha mostra que o shampoo com APGs como principal surfactante é o mais suave, enquanto o shampoo com ânions e zwitterions como principais surfactantes é o mais suave.bastante.Os APGs têm baixo CMC e são detergentes muito eficazes para a pele e os lipídios do sebo.Portanto, os APGs atuam como o principal surfactante e tendem a deixar os cabelos despojados e secos.Embora sejam suaves para a pele, também podem extrair lipídios e aumentar o ressecamento da pele.Portanto, ao usar APGs como principal surfactante, é preciso considerar até que ponto eles removem os lipídios da pele.Hidratantes apropriados podem ser adicionados à fórmula para prevenir a caspa.Para o ressecamento, o autor também considera que pode ser usado como shampoo anti-oleosidade, apenas para referência.

Em resumo, a atual estrutura principal de atividade superficial em fórmulas de xampus ainda é dominada pela atividade superficial aniônica, que é basicamente dividida em dois sistemas principais.Primeiro, o SLES é combinado com surfactantes zwitteriônicos ou surfactantes não iônicos para reduzir sua irritação.Este sistema de fórmula possui espuma rica, é fácil de engrossar e possui floculação rápida de condicionadores de óleo catiônico e de silicone e baixo custo, por isso ainda é o sistema surfactante convencional do mercado.Em segundo lugar, os sais de aminoácidos aniônicos são combinados com surfactantes zwitteriônicos para aumentar o desempenho da formação de espuma, que é um ponto importante no desenvolvimento do mercado.Este tipo de fórmula é suave e possui espuma rica.Porém, como a fórmula do sistema de sais de aminoácidos flocula e flui lentamente, o cabelo desse tipo de produto fica relativamente seco..Os APGs não iônicos tornaram-se uma nova direção no desenvolvimento de xampus devido à sua boa compatibilidade com a pele.A dificuldade no desenvolvimento deste tipo de fórmula é encontrar surfactantes mais eficientes para aumentar a riqueza de sua espuma e adicionar hidratantes adequados para aliviar o impacto dos APGs no couro cabeludo.Condições secas.