Materiały i nanomateriały kosmetyczne
Sprawozdanie
Szampon do włosów z proteinami jedwabiu
data wykonania ćwiczenia: 20 III 2012
Wstęp teoretyczny
Preparaty do pielęgnowania włosów ze względu na ich przeznaczenie można podzielić na oczyszczające (szampony, mydła i inne środki myjące), odżywcze i regenerujące (kremy, płyny, emulsje, maści) oraz upiększające (farby, płukanki, środki rozjaśniające, płyny do trwałej ondulacji, lakiery do włosów, odświeżacze).
Środki do mycia włosów powinny być obojętne lub przetłuszczone, najlepiej z dodatkiem trójetanoloaminy - dobrze wtedy zmydlają tłuszcze skóry i nie drażnią jej. Środkami do mycia głowy są m.in. szampony. Produkuje się je w postaci płynów, kremów i proszków. Zwierają zwykle środki pieniące, tak samo jak mydła - mieszaniny węglanów alkalicznych, składniki zmiękczające wodę. Niektóre szampony zawierają składniki zmieniające kolor włosów. Najlepsze są produkowane obecnie szampony obojętne lub kwaśne, zawierające detergenty czyli substancje powierzchniowo czynne oparte na sulfonianach alkoholi tłuszczowych. Szampony detergentowe, bezmydlne, pienią się w każdej wodzie, nie powodują pęcznienia włosów i nie tworzą na nich osadu. U osób źle znoszących szampony z zawartością detergentów można zastosować korzeń mydlnicy lekarskiej, z którego przygotowuje się odwar w proporcji 50-100 g na 1 l wody. Korzeń zalewa się chłodną wodą i gotuje na wolnym ogniu przez około 20 minut, a następnie odstawia na pół godziny, po czym podgrzewa i dwukrotnie zmywa włosy. Obecnie niektóre firmy kosmetyczne produkują szampony bezdetergentowe, oparte na mydlnicy z dodatkiem wyciągów ziołowych, z takich ziół jak pokrzywa, skrzyp czy chmiel.
Środki do mycia mogą dodatkowo zawierać składniki pielęgnujące skórę i włosy np., lanolinę, lecytynę, cholesterol, wyciągi ziołowe, siarkę, dziegieć. Mydła i szampony silnie alkaliczne, zawierające duże ilości zasad, jak ługi, potaż, drażnią skórę i rozmiękczają zrogowaciały naskórek. Skóra staje się gładka, napiętą i często swędzi. Jest ona wtedy podatna na zakażenia bakteryjne. Włosy wysuszają się, a końce ich rozszczepiają.
Szampony w proszku służą do mycia włosów na sucho. Dzięki własnościom absorpcyjnym oczyszczają włosy z brudu, tłuszczu i potu. Powinno się je stosować niezbyt często, ze względu na obawę nadmiernego wysuszenia włosów.
Pod względem działania szampony można podzielić na:
oczyszczająco-kosmetyczne
lecznicze (np. przeciwłupieżowe)
specjalne (ziołowe, jajeczne, odżywcze itp.)
W skład każdego szamponu wchodzą trzy podstawowe grupy składników:
Środki o działaniu myjącym i pianotwórczym - surfaktanty odpowiedzialne za właściwości myjące i tworzenie piany. Są to podstawowe składniki szamponu. Muszą one:
efektywnie usuwać zanieczyszczenia bez nadmiernego odtłuszczania i wysuszania skóry i włosów,
dobrze się pienić i łatwo spłukiwać z powierzchni włosa,
odznaczać się funkcjonalnością niezależną od stopnia twardości wody,
być nietoksyczne.
Najczęściej stosuje się siarczany alkilowe oraz siarczany oksyetylenowanych alkoholi tłuszczowych (głównie pochodne laurylowe i mirystylowe).
Środki modyfikujące działanie szamponu - stabilizatory piany. Dodawane są w niewielkich ilościach w celu poprawy własności użytkowych szamponów - stabilizacji piany, podniesienia zdolności myjących, regulacji lepkości. Wykazują także pewne działanie kondycjonujące. Do najczęściej stosowanych związków należą mono- i dialkanoamidy oraz tlenki amin (mają dodatkowo działanie antyelektrostatyczne).
Substancje dodatkowe
zagęszczające - mono- i dietanoloamidy kwasu kokosowego w połączeniu z chlorkiem sodu,
zmętniające (np. wywołujące efekt perłowy) - głównie pochodne kwasu stearynowego (nierozpuszczalne sole magnezu, wapnia i cynku, tristearynian glicerolu, mono- i distearyniany glikoli i in.),
klarujące - rozpuszczające składniki powodujące zmętnienie; mogą to być rozpuszczalniki, np. alkohole (etylowy, izopropylowy, butylowy), glikole lub też substancje bardziej złożone, np. Tween 20,
barwiące i zapachowe - wprowadzane w celach estetycznych, muszą wykazywać odpowiednią trwałość, a więc być odporne na temperaturę, nasłonecznienie, utlenianie czy zmiany pH,
konserwujące - zapewniają stabilność mikrobiologiczną produktu poprzez działanie bakterio- i grzybobójcze, zapobiegają mętnieniu i powstawaniu nieprzyjemnego zapachu spowodowanych rozwojem drobnoustrojów,
przeciwutleniające - chronią składniki produktu przed autooksydacją, np. syntetyczne przeciwutleniacze BHA (butylohydroksyanizol) i BHT (butylohydroksytoluen),
odżywcze - np. pochodne lanoliny, ekstrakty z żółtka jaj, kolagen, witaminy, wyciągi ziołowe, nienasycone kwasy tłuszczowe, aminokwasy,
lecznicze - środki bakteriobójcze, preparaty siarkowe i inne, np. rezorcyna, kwas salicylowy, heksachlorofen.
Szampon z proteinami jedwabiu opiera się na delikatnych, roślinnych detergentach.
Krótka charakterystyka składników
Guma ksantanowa jest polisacharydem produkowanym przez bakterie Xanthomonas campestris. W jej skład wchodzi glukoza, mannoza i kwas glukuronowy oraz częściowo zestryfikowane kwasy: octowy i pirogronowy. Guma ksantanowa dobrze rozpuszcza się w wodzie. Lepkość otrzymanych roztworów w niewielkim stopniu zależy od pH, temperatury i dodatku soli, oraz czynników mechanicznych (mieszania). Guma ksantanowa stosowana jest do zagęszczania mieszanin. Ze względu na swoją chemiczną i fizyczną stabilność szczególnie przydatna jest w przypadku silnie kwaśnych lub zasadowych roztworów. Do kosmetyków dodaje się ją w ilości 0,1-10%, zależnie od wymaganej konsystencji.
Glukozyd laurylowy i glukozyd kaprylowo-kaprynowy to delikatne niejonowe surfaktanty, dobrze tolerowane przez skórę oraz błony śluzowe. Oba mają postać gęstych, lepkich, jasnożółtych, mętnych płynów o odczynie silnie zasadowym (pH 11-12). Glukozyd laurylowy może krystalizować w temperaturze pokojowej - wówczas trzeba go przed użyciem ogrzać w ciepłej wodzie. Oba glukozydy posiadają bardzo dobre właściwości stabilizacji piany oraz działanie zagęszczające układ. Stosowane są zwykle łącznie, w produkcji szamponów, mydeł w płynie, płynów do kąpieli i żeli pod prysznic.
RE-FAT jest naturalnym środkiem kondycjonującym - pozostawia na skórze (włosach) delikatną warstwę lipidową, zabezpieczając przed nadmiernym przesuszeniem spowodowanym działaniem detergentów. Ma postać bezbarwnego lub jasnożółtego płynu, mętnego, gęstego i lepkiego, o odczynie kwaśnym (pH 3-4). W formułach szamponowych stosowany jest również jako środek stabilizujący pianę i zwiększający lepkość produktu. Ułatwia rozczesywanie włosów, nawilża je i zmiękcza. Dodawany także do mydeł w płynie, płynów do kąpieli i żeli pod prysznic.
Hydrolizat jedwabiu zawiera białka jedwabiu w postaci rozpuszczalnej w wodzie - wodną zawiesinę naturalnych białek jedwabiu (fibroiny). Jest to klarowna ciecz o lekko opalizującej żółtej lub bursztynowej barwie, gęstości zbliżonej do wody i pH od 5 do 7,5. Aminokwasy wchodzące w skład fibroiny wnikają do wnętrza włosów lub naskórka, zwiększając efekt głębokiego nawilżenia. Polipeptydy o długim łańcuchu i wysokiej masie cząsteczkowej posiadają silne właściwości błonotwórcze, dzięki czemu są szczególnie polecane do pielęgnacji skóry i włosów nadmiernie przesuszonych (tworzą film hamujący transepidermalną utratę wody). Hydrolizat jedwabiu dodawany jest do kosmetyków do włosów i paznokci, toników do twarzy, balsamów po goleniu, kremów do rąk, twarzy i szyi oraz balsamów do ciała, a także tuszów do rzęs.
Euxyl jest konserwantem - mieszaniną związków chemicznych o działaniu antybakteryjnym i przeciwgrzybicznym. Zapewnia stabilność mikrobiologiczną produktu.
Kwas cytrynowy - organiczny związek chemiczny z grupy hydroksykwasów karboksylowych. Ma postać białego, krystalicznego proszku, dobrze rozpuszczalnego w wodzie. Stosowany jako regulator kwasowości w produktach spożywczych i kosmetykach.
Literatura:
Jaroszewska B.: Kosmetologia, Wydawnictwo ATENA, Warszawa, 2004.
Marzec A.: Chemia kosmetyków, Wydawnictwo „Dom Organizatora”, Toruń, 2005.
http://www.zrobsobiekrem.pl
Przepis
- woda dejonizowana: 60 ml
- guma ksantanowa: 0,5 g
- glukozyd laurylowy: 10 ml
- glukozyd kaprynowo-kaprynowy: 10 ml
- RE-FAT (środek kondycjonujący): 1,5 ml
- hydrolizowane białka jedwabiu: 1,5 ml
- Euxyl (konserwant): 1,0 ml
- olejek eteryczny (konwaliowy): kilka kropel
- kwas cytrynowy do ustalenia pH
Składniki należy dodawać zgodnie z podaną kolejnością.
Wykonanie
Do wody dejonizowanej podgrzanej do temperatury 40°C dodano gumę ksantanową i intensywnie mieszano, po czym pozostawiono mieszaninę do czasu, aż stała się ona klarowna tzn. z układu uciekły pęcherzyki powietrza. Aby przyspieszyć ten proces, podgrzewano dalej tę mieszaninę, utrzymując temperaturę 40°C. Do klarownego i podgrzanego do około 40°C roztworu dodano kolejno glukozydy i RE-FAT, po czym każdorazowo mieszano delikatnie układ, tak aby nie powodować pienienia się płynu. Następnie dodano hydrolizowane białko jedwabiu, konserwant oraz jedną kroplę olejku konwaliowego, a po dokładnym wymieszaniu wszystkich składników dodawano szczyptami kwas cytrynowy, do momentu uzyskania pH płynu w zakresie 5 - 6 (odczyn sprawdzano papierkami lakmusowymi nasączonymi odpowiednim wskaźnikiem).
Próba pienienia:
W cylindrze zaopatrzonym w korek umieszczono 5 ml wody dejonizowanej i 1 kroplę otrzymanego szamponu, po czym wlew cylindra zamknięto korkiem i silnie wstrząsano cały układ.
W wyniku przeprowadzenia próby pienienia otrzymano stosunkowo gęstą pianę o dużej objętości, która utrzymywała się aż do momentu mycia sprzętu laboratoryjnego - ok. 10 min.
4