По материалам книг «Технология косметических и парфюмерных средств» /учебное пособие для студентов фармацевтических специальностей выс.уч.заведений/ А.Г.Башура, Н.П.Половко, Е.В.Гладух и «Технология производства парфюмерно-косметических продуктов»/ А.Ю.Кривова, В.Х.Паронян
 Sanasan  для Aroma-Vita ©

Характеристика, классификация и функциональное назначение ПАВ в составе шампуней

Основными компонентами шампуней являются сурфаканты (поверхностно-активные вещества). В зависимости от природы полярной группы и её способности к диссоциации на ионы различают: анионные, катионные ПАВ, амфотерные и неионогенные (т.е. не диссоциирующие на ионы) ПАВ.
Группы сырья для производства жидких шампуней (анионные ПАВ):
- сульфонаты (лаурилсульфаты и оксиэтилированные лаурилсульфаты в виде солей натрия, магния, аммонии, моно-, ди- и триэтаноламины и др.). Все эти вещества обладают высокими функциональными свойствами, но оказывают раздражающее действие на кожные покровы и слизистые оболочки;
- продукты, представляющие собой различные производные сульфоянтарной кислоты. Эти вещества обладают мягким действием на кератин волос и кожу головы, а также способны образовывать мелкодисперсную пену. В современных пеномоющих средствах также используют соли полуэфиров сульфоянтарной кислоты – сульфокцинаты;
- полиоксиэтиленалкильные эфиры серной кислоты. Присущи высокие функциональные характеристики, однако они обладают высоким раздражающим эффектом на кожные покровы;
-саркозины (лаурилсаркозин). Обладают высокой пенообразующей способностью и не вызывают раздражение слизистой оболочки глаз.

Катионные ПАВ, у которых поверхностной активностью обладает катион, представлены четвертичными соединениями аммония, амидоаминовыми солями, бензалкония хлоридом и др.
В качестве активных веществ в составе пеномоющих косметических средств их прктически не применяют, но введение в небольших количествах придает шампуным антистатическое и дезинфицирующее действие, несмотря на низкие функциональные свойства катионных ПАВ.
Механизм кондиционирующего действия состоит в том, что катионные ПАВ, ввиду высокой степени адсорбции на кератине, нейтрализуют отрицательный заряд, характерный для поверхности волоса.

Амфотерные ПАВ в своей структуре содержат гидрофильную и гидрофобную группировки, благодаря чему эти соединения обладают свойствами анионных ПАВ в щелочной среде и катионных - в кислом растворе. Шампуни, имеющие в своем составе данную группу ПАВ, обеспечивают длительное обезжиривающее действие на волосы, не оказывают раздражающего действия на слизистые оболочки глаз.
К природным амфотерным ПАВ (или амфолитам) относятся некоторые фосфолипиды, например, лецитин – сложный эфир фосфорной кислоты с глицеридами жирных кислот и холином. Промышленное значение имеют амфолиты карбоксибетаинового и имидазолинового ряда, а также производные аминокислот.

Сульфобетаины и сульфатобетаины, в отличие от карбоксибетаинов независимо от рН среды, проявляют и катионные, и анионные свойства, в связи с чем их иногда выделяют в самостоятельную подгруппу цвиттер-ионных ПАВ.

Алкилбетаины жирного ряда обычно используются как вспомагательное пенообразующее средство и загуститель совместно с полиоксиэтиленалкильными эфирами серной кислоты, т.к. обеспечивают образование более легкой и объемной пены по сравнению с алканолом амида жирного ряда.

Производные имидазолина являются составной частью детских шампуне благодаря дерматологической мягкости. Используются в сочетании с полиоксиэтиленалкильными эфирами серной кислоты или неионными ПАВ, т.к. обладают недостаточной очищающей способностью. Иногда используются как вспомагательное вещество для повышения пенообразования и загуститель для шампуней на основе алкилсульфатов или полиоксиэтиленалкильных эфиров серной кислоты.

Алкилаланин обладает свойствами, подобными амфотерным ПАВ типа бетаина, также применяется как вспомагательное средство для вспенивания шампуня, основанного на анионных ПАВ. Эффект данного типа ПАВ во многом зависит от рН, в частности, в кислой среде его эффект понижается.

Неионогенные ПАВ: производные оксида этилена – оксиэтилированные алифатические спирты, алкилфенолы и алкилоамиды, алкилполигликозиды (АПГ), глицериды и полиглицериновые эфиры алифатических кислот, эфиры сахарозы, мальтозы и других сахаров. Введение этих ПАВ в состав шампуней обеспечивают солюбилизирующую и пеностабилизирующую функции, смягчающий эффект. Несомненным преимуществом АПГ является их положительное влияние на структуру волоса, что используется в рецептурах «щадящих» шампуней. При использовании АПГ в качестве основного сурфаканта в комбинации с бетаином достигается дальнейшее улучшение дерматологических характеристик при достаточной конечной вязкости и хороших пенообразуюших свойствах.
Из числа неионоогенных ПАВ большое значение для косметических препаратов имеют оксиэтилированные глицериды алифатических кислот, оксиэтилированные эфиры алифатических кислот и ангидросорбита, известные как твины, а также «оксиэтилированный ланолин».

При выборе номенклатуры и концентрации комплекса ПАВ необходимо учитывать побочные эффекты при их применении:
- возможность появления раздражающего действия вследствие разрушения липидных структур рогового слоя, понижения барьерной функции кожи;
- возможность цитотоксического действия некоторых катионных ПАВ;
- развитие контактных дерматитов. Вызванных применением высоких концентраций анионных ПАВ;
- проявление кумулятивного эффекта.

Сравнительная характеристика по степени раздражающего действия на кожу различных сурфактантов, использующихся в косметических рецептурах.  

Наибольшим раздражающим действием обладает лаурилсульфат натрия. Остальные сурфактанты вызывают относительно небольшое раздражение и составляют группу веществ с высоким пенообразованием.

Результаты тестирования некоторых сурфактантов в концентрации 3%.

1 - Cocamidopropylbetaine; 2 - Sodium Laureth Sulfate; 3 - Desyl Glycoside; 4 - Cocamhodiacetate; 5 - Potassium Cocoyl Hydrolyzed Collagen; 6 - Layryl Glycoside
Оказалось, что раздражающее действие сульфоэтоксилата и кокамидопропилбетаина сравнимы. Наиболее сильным раздражающим агентом является кокамидопропилбетаин, а самым слабым - лаурилгликозид.
Комбинация сульфоэтоксилата и вторичных сурфактантов, таких, как кокамидопропилбетаин или лаурилгликозид, позволяет снизить степень раздражения. Оптимальными же дерматологическими свойствами обладает сочетание трех сурфактантов - сульфоэтоксилата, кокамидопропилбетаина и АПГ. Кроме того, эта тройная комбинация характеризуется и наилучшим пенообразованием.

По моему опыту наличие кокамидопропилбетаина по умолчанию сильно повышает раздражающие свойства шампуня, я пробовала различные сочетания так называемых смягчителей, но реально эффективными в рецептуре с кокамидопропилбетаином они себя не показали. (прим. Shorohy)

Некоторые нюансы составления рецептур
Важным фактором при разработке рецептуры шампуня является использование эффекта синергии, т.е. улучшение характеристик ПАВ в совокупности с другими ингредиентами рецептуры, поскольку невозможно добиться одновременно приемлемых потребительских и дерматологических свойств шампуней при использовании лишь одного ПАВ.
Поддержание естественного вводно-липидного баланса возможно лишь при наличии мягкой моющей основы композиции. Чрезмерное обезжиривание и дерматологическая жесткость ПАВ могут привести к значительным изменениям вводно-липидного баланса кожи и спровоцировать дальнейшее развитие негативных процессов.
Объем пены напрямую связан с концентрацией основного анионного ПАВ. Плотная мелкая пена улучшает удаление загрязнений и жира при смывании шампуня.
Оснавная задача при создании рецептуры шампуней заключается в снижении раздражающего действия анионных ПАВ.
Сульфокцинаты относят к числу наиболее мягких ПАВ. Неплохие пенообразователи, они оказывают на кожу легкое обезжиривающее действие.
Амфотерные ПАВ широко применяются в кондиционирующих и детских шампунях. Они обладают мягкостью действия на кожу и волосы, имеют бактерицидный эффект, совместимы в рецептурах как с анионными, неионогенными, так и с катионными кондиционирующими компонентами. При добавлении амфолитов снижается концентрационный порог раздражающего действия анионных ПАВ.
Так как неионогенные ПАВ в рецептурах шампуней играют подчиненную, вспомагательную роль, их вводят в качестве солюбилизаторов и диспергаторов комплексов ПАВ, смягчающих, жировых, ароматических и лечебных компонентов. Применение неионогенных ПАВ улучшает дерматологические свойства, регулируют вязкость рецептур, загущает, стабилизирует пену и придает «перламутровость».
В качестве со-ПАВ используют различные амфотерные, неионогенные, некоторые анионные ПАВ. Концентрация данных ПАВ или комбинация нескольких со-ПАВ составляет 20-30% от концентрации основного ПАВ.
Широкое распространение в качестве со-ПАВ получили бетаины, прежде всего кокамидопропилбетаины. Это обусловлено их хорошей загущающей способностью и хорошими пенообразующими свойствами в комбинации с сульфоэтоксилатами натрия.

Выдержки выше предоставлены литературой о производстве шампуней и, безусловно, иллюстрируют цель создания хорошо продаваемого средства. При изучении теории ПАВ практически у каждого возникает вопрос о применении Неионогенных ПАВ  моно, я не исключение и на данный момент применение твинов занимает в моем арсенале средств для мытья волос почетное место. Абсолютное отсутствие пены и вместе с тем прекрасный результат дают, к примеру, такие маски:

хна безцв.+пудра из трав, запаренная водой 70° до густого состояния и немного разведенная кефиром+д-пантенол+полисорбат 80+полисорбат 20+гидролизаты протеинов (шелка, молочные, миндаля, пивных дрожжей, кашемира (для тонких волос))по желанию+гидрогенизированные масла по необходимости+эфирные масла также по необходимости.

Такие маски я чередую с применением шампуней на мягких ПАВ, где основным по пропорции выступает лаурил глюкозид, тоесть, как видно из диаграммы, очень мягкий. Пенятся такие шампуни очень нежно и хорошо при принудительном вспенивании, но все же не сравнить с той мгновенно-сумашедшей обильной пеной, какую дают лаурилсульфаты иже с ними, отчего далеко не все воспринимают такие шампуни адекватно.
Обязательным условием для удачного шампуня, как и, пожалуй, всех косм. средств, является отрегулированный уровень РН, для шампуня 5-7, для кондиционера 4,5-5.