История использования силиконов в средствах по уходу за волосами

     Силиконы стали широко использоваться в средствах по уходу за волосами начиная с 80-х годов. Некоторые разработчики считают их незаменимыми, другие используют только в крайних случаях. Как бы то ни было, покупательский спрос определяет предложение, и силиконы в настоящее время являются стандартными компонентами большинства средств по уходу за волосами. Поток патентов на технологию производства силиконов и их практическое применение не иссякает, что свидетельствует об их полном признании, как потребителями, так и производителями.

     Тенденции использования силиконов в разных регионах отличаются друг от друга. Так, в Китае силиконы обычно вводятся в шампуни в концентрации 3% в сочетании с 2% стандартного кондиционирующего полимера. Главной задачей, которая ставится перед силиконами на азиатском рынке, где большинство населения имеет жесткие волосы, является обеспечение хорошего кондиционирующего эффекта и блеска. В Европе и Америке чаще используются силиконы с высокой вязкостью. Шампуни, представленные на европейском и американском рынках, отличаются большим разнообразием и предназначены для разных типов волос.

     Первые шампуни "2-в-1", произведенные в конце 70-х годов, были представлены двухфазными продуктами. Они состояли из водного раствора ПАВ, на котором плавал слой минерального масла. В качестве дестабилизаторов эмульсии в рецептуру добавляли жирные спирты.

     Второе поколение шампуней "2-в-1" представляло комбинацию водорастворимых катионных полимеров (в качестве кондиционирующей добавки) и анионных ПАВ. В такой системе при разбавлении водой происходило разделение комплексов "полимер/ПАВ", в результате чего полимеры осаждались на волосах. Удобство в использовании и неплохие потребительские характеристики сделали эти шампуни довольно популярными, хотя они и не всегда удовлетворяли всем предъявляемым требованиям.

     Третье поколение кондиционирующих шампуней отличается тем, что гидрофобные вещества, такие, как силиконы, после ополаскивания остаются на волосах и закрепляют прическу. В рецептуре силиконы могут быть единственной кондиционирующей добавкой или сочетаться с катионными полимерами. Подобный принцип был применен и в средствах для мытья. Основная цель, которая ставилась перед разработчиками, заключалась в том, чтобы добиться максимальной степени осаждения за короткое время контакта с кожей и последующего сильного разбавления.

     В данной статье рассказывается о факторах, которые влияют на связывание силиконов волосами, методах оценки количества осажденного силикона, а также предлагаются конкретные решения проблемы ввода силиконов в рецептуры шампуней для разных типов волос.

     Как силиконы взаимодействуют с поверхностью волоса

     Полидиметилсилоксаны — это гомополимеры, имеющие очень гибкий скелет, к которому присоединены метальные группы.

     Для силиконов характерны низкое поверхностное натяжение (19-21 мН/м) и высокий коэффициент распределения. На поверхности волоса силиконы ведут себя как смазка, формируя равномерную пленку, которая делает волосы шелковистыми и блестящими. В отличие от силиконов, масла и катионные полимеры на поверхности волоса ведут себя довольно непредсказуемо. Пленка, которую они образуют, не однородная и не придает волосам яркого блеска. Волосы часто становятся маслянистыми или восковыми на ощупь.

     Силиконовое покрытие по всей длине волоса обеспечивает сохранение влаги внутри волосяного стержня и увеличивает его эластичность. Кроме того, уменьшается трение между соседними волокнами и улучшается их расчесывание, в результате чего волосы меньше травмируются. Силиконы с высоким молекулярным весом — это в большинстве случаев единственное решение, позволяющее создавать многофункциональные рецептуры, способные одновременно придавать волосам блеск, улучшать их расчесывание, фиксировать прическу, делать волосы шелковистыми и пышными.

      Наиболее эффективными кондиционерами являются линейные силиконы с высокой вязкостью (от 200 000 до 1 000 000 мПа х с). Однако трудности, связанные с дисперсией таких силиконов в водной среде, ограничивают их использование и могут привести к плохой воспроизводимости результатов при промышленном производстве. С другой стороны, количество силикона, осаждающегося на волосах, должно строго контролироваться. Это необходимо не только для того, чтобы получить максимальный результат, но и чтобы избежать нежелательных эффектов. Особенно это относится к тонким и ослабленным волосам, очень чувствительным к любым внешним воздействиям.

      В настоящее время существует ряд методов, с помощью которых можно оценить степень и характер связывания силиконов с поверхностью волоса, а также определить их влияние на свойства волоса. Среди методов, позволяющих с высокой точностью оценить количество силикона на волосах, следует назвать метод атомной абсорбции, инфракрасную Фурье-спектроскопию, количественный анализ с помощью флуоресценции в X-лучах.

      Результаты количественного анализа затем сравниваются с качественным анализом, который заключается в определении поверхностных свойств волоса. Наиболее информативной характеристикой является контактный угол, или угол смачивания. Его измеряют с помощью метода Вильхельма, который заключается в следующем.

      Волос постепенно погружают в жидкость со скоростью 2,8 м/с на глубину 3-5 мм. По мере погружения измеряется сила смачивания Fw. Порядок величин, характерных для силы смачивания, соответствует 10-6 Н. Кривая, отражающая зависимость силы смачивания от глубины погружения, дает хорошее представление о поверхностных свойствах волоса по всей его длине. Эта кривая получается путем расчета среднего значения силы смачивания. Периметр волосяного волокна определяется под микроскопом путем измерения большего и меньшего диаметров сечения. С помощью этих измерений можно подсчитать среднюю величину контактного угла.

      Сила смачивания отрицательна для необработанных волос и отражает гидрофобную природу эпикутикулы волоса. Пилообразная форма зависимости силы смачивания от глубины погружения является результатом того, что чешуйки кутикулы, уложенные наподобие черепицы, делают поверхность волоса неровной.

      Данный метод довольно точен и позволяет изучать влияние самых разнообразных веществ на поверхностные свойства волоса. Особое внимание ученых привлекает влияние ПАВ — как самих по себе, так и в сочетании с катионными полимерами.

      Объективные данные, полученные в лаборатории, обычно сопоставляются с данными субъективной оценки. Это позволяет связать лабораторные показатели с теми ощущениями, которые испытывают потребители при использовании данного продукта. Сочетание количественных, качественных и сенсорных методов дает возможность не только оценить количество силикона, осажденного на поверхности волоса, но и предсказать изменение поверхностных свойств разных типов волос в зависимости от состава шампуня.

      Силиконы обладают высоким сродством к поверхности волоса. Кондиционирующее действие, которые они оказывают, очень сильное и продолжительное. Для нормальных или поврежденных волос это является неоценимым достоинством. Однако на тонких и ослабленных волосах иногда наблюдается обратное — волосы становятся еще более мягкими и хуже укладываются. Этот факт следует учитывать при создании шампуней для разных типов волос, в которых степень связывания силиконов с поверхностью волоса должна строго контролироваться.

      В сложной водной системе, содержащей ПАВы и другие составляющие, связывание силиконов на поверхности волоса зависит от ряда параметров, среди которых:

• размер капель;

• вязкость силиконового масла;

• ионный заряд внешнего слоя капли силиконового масла;

• наличие в рецептуре конкурирующего адсорбента;

• тип полимера, который используется вместе с силиконом.

      Согласно теории адсорбции сферических частиц на цилиндрической поверхности, существует обратная связь между размером частиц и эффективностью адсорбции. Маленькие шарики быстрее диффундируют в растворе, следовательно, вероятность их столкновения с поверхностью и адсорбции на ней выше, чем у больших. Однако эксперименты, в которых в качестве цилиндра использовались волосы, а в качестве среды со сферическими частицами — силиконовая эмульсия, показали обратное.

      Чем больше размер капель, тем выше количество силикона, оставшегося на волосах после ополаскивания. Этот факт объясняется действием Ван-дер-Ваальсовых сил притяжения, которые усиливаются с увеличением размера частиц. Несмотря на то, что крупные капли диффундируют медленнее, при столкновении с поверхностью волоса вероятность связывания у крупных частиц выше, чем у более мелких. В результате количество остаточного силикона на волосах оказывается выше при обработке эмульсиями с более крупными частицами.

      Адсорбция катионных полимеров на волосах происходит благодаря электростатическому притяжению между анионной поверхностью волоса и положительно заряженной молекулой катиона4, а также благодаря Ван-дер-Ваальсовым силам притяжения. Введение катионных полимеров в силиконовую эмульсию позволяет повысить эффективность связывания силикона с волосом практически в два раза.

      Механизм, который лежит в основе этого явления, не совсем ясен. В настоящее время предложено несколько гипотез. Согласно одной из них, положительно заряженный гибкий полимер может служить своеобразным мостиком между отрицательно заряженной поверхностью волоса и силиконовой каплей, приближая их друг к другу и таким образом, повышая вероятность связывания. С другой стороны, оседая на поверхности волоса, катионный полимер делает ее более доступной для дальнейшей адсорбции на ней силикона.

      Эта гипотеза получила экспериментальную поддержку. Так, было показано, что если волосы предварительно обработать катионным полимером polymethacrylamidopropyltriammonium chloride, то они гораздо эффективнее связывают силикон. В другом эксперименте было найдено, что при добавлении катионного полимера в силиконовую эмульсию zeta-потенциал капель меняется с —30 до +20 eV. Полимер, встраиваясь в силиконовые капли, способствует измерению поверхностного заряда. Капля приобретает положительный заряд, следовательно, легче связывается с отрицательно заряженной поверхностью волоса.

      Существуют и другие, более сложные теории, объясняющие улучшение связывания силикона в присутствии катионных полимеров. Однако в рамках данной статьи мы их разбирать не будем.

      Все силиконы значительно улучшают расчесывание сухих и влажных волос, причем для получения достаточного эффекта требуется небольшое количество силикона. Существует пороговая концентрация силикона, выше которой улучшения уже не наступает. Введение катионного полимера позволяет снизить концентрацию силикона ниже пороговой. Наиболее эффективен в этом отношении hydroxypropyltrimonium chloride (Jaguar C14S), который практически удваивает количество силикона, осажденного на волосах.

Еще статьи ...

     Практика пластических операций становится все более привычной и для мужчин, и для женщин. Операция становится своеобразным атрибутом социального статуса: человек имеет возможность, а главное - желание заботиться о своей внешности. Редкий человек не хочет быть красивым.

     Клиника лазерной медицины: Москва, ул. Ефремова 12А, (м.Фрунзенская). Тел.: 232-39-01, 956-67-47.

Приглашаем подписаться