Публикация материалов

Темы исследований

Наш баннер

Мы будем благодарны, если Вы установите наш баннер!
Баннер сайта Обучонок
Код баннера:
<a href="https://obuchonok.ru/" target="_blank"> <img src="https://obuchonok.ru/banners/banob2.gif" width="88" height="31" alt="Обучонок. Исследовательские работы и проекты учащихся"></a>
Все баннеры...
сульфаты в шампунях
Тематика: 
Химия
Автор работы: 
Кренделева Ольга Васильевна
Руководитель проекта: 
Колесниченко Виктория Владимировна
Учреждение: 
МБОУ "Гимназия имени Подольских курсантов"
Класс: 
11

В готовой индивидуальной исследовательской работе по химии на тему "Сульфаты в шампунях" кратко изложен теоретический аспект вопроса, а также проведены исследования, направленные на изучение степени воздействия поверхностно-активных веществ и моющих средств, альтернативных сульфатам, на тонкие волосы головы.

Подробнее о работе:


В ходе работы над ученическим проектом по химии на тему "Сульфаты в шампунях" были рассмотрены такие ПАВ, как лаурилсульфат натрия, лауретсульфат натрия, триэтаноламин, лаурил сульфат, кокамидопропилбетаин, динатриевый кокоамфодиацетат, кокоил-изетионат натрия и другие химические компоненты, входящие в состав большинства шампуней для волос. Даны определения этих химических веществ, и описан принцип их воздействия на волосы головы человека.

В рамках научно-исследовательской работы о составе шампуня для волос "Сульфаты в шампунях" рассмотрены альтернативы привычным сульфатам, которые можно применять в производстве шампуней для волос с сохранением их очищающей функции, но при этом положительно влияющих на внешний вид и здоровье волос. В проекте описано исследование состава натуральных моющих средств, а также изучен принцип их воздействия на структуру волос головы.

Оглавление

Введение
1. Социальный опрос.
2. Исследование проблемы.
2.1 Sodium lauryl sulfate (sodium dodecyl sulfate).   
2.2 Sodium laureth sulfate (SLES).
2.3 TEA (triethanolamin) lauryl (laureth) sulfate.       
2.4 Альтернативы сульфатам.      
2.4.1 Cocamidopropyl betaine.      
2.4.2 Alkyl glucosides (decyl, lauryl, cetearyl, coco). 
2.4.3 Disodium cocoamphodiacetate.      
2.4.4 Sodium cocoyl isethionate.    
2.4.5 Sodium coco-sulfate.    
2.5 Natural detergents. 
3. Изучения влияния ПАВ на волосы.        
Вывод       
Заключение        
Список литературы

Введение


Как известно, существует множество способов очищения волос и кожи головы: расчесывание волос, мытье головы раствором уксуса, мукой или медом, но большинство людей предпочитают шампуни, которые дают эстетически приятный результат.

Основная функция шампуней заключается в удалении различных загрязнений с поверхности волос и кожи головы: кожного сала, пота, ороговевшей кожи, укладочных средств, пыли, грязи из окружающей среды. За это отвечают очищающие средства - ПАВ (поверхностно-активные вещества).

Кроме того в шампунях содержатся кондиционирующие, антистатические и другие компоненты, обеспечивающие косметический эффект, отдушки, консерванты и загустители. При этом большая доля в рецептуре приходится на ПАВ.

Чаще всего можно встретить лаурет и лаурил сульфаты натрия, аммония, триэтаноламина. Именно эти вещества называются сульфатами и вызывают опасения у многих людей.

На данный момент исследований в области воздействия поверхностно-активных веществ на тонкие волосы достаточно мало, однозначного ответа на вопрос о безвредности того или иного компонента или продукта не получено.

Целью данного исследования явилось изучение степени воздействия поверхностно-активных веществ и моющих средств альтернативных сульфатам на тонкие волосы головы.

Социальный опрос


Поскольку многие люди стойко отказываются от использования  сульфатосодержащих шампуней в пользу бессульфатных, был проведен небольшой независимый соцопрос. Респондентами являлись люди разных полов, возрастов и интересов. Были получены очень интересные данные.

77% опрошенных пользовались шампунями, содержащими сульфаты, причем в подавляющем большинстве случаев основным ПАВ был лауретсульфат натрия. Примечательно, что 54% всей исследуемой группы допускали то, что сульфаты могут быть опасными для здоровья, качества волос или кожи головы.

Лишь 15% респондентов подтвердили, что задумывались об отказе от использования шампуней, содержащих сульфаты, причем причиной были наличие раздражения или опасения насчет ухудшения качества волос. На вопрос о том, могут ли бессульфатные шампуни качественно очистить кожу головы от загрязнений, 69% ответили положительно.

При этом 62% опрошенных имели опыт пользования бессульфатными шампунями, 88% из них – положительный. В качестве преимуществ над сульфатосодержащими шампунями отмечались более мягкие, блестящие и здоровые волосы, которые более продолжительное время оставались чистыми. Люди, имевшие отрицательный опыт использования бессульфатных шампуней, жаловались на ощущение недостаточного очищения кожи головы.

Очень интересен тот факт, что некоторые респонденты не знали, что пользуются бессульфатными шампунями. Общая картина соцопроса показывает то, что большинство людей не задумываются о содержании их шампуней.

ПАВ в шампунях для волос

Для начала, нужно понять, что собой представляют ПАВ.

ПАВы – амфифильные вещества, то есть их молекулы содержат липофильную и гидрофильную части. Липофильная часть соединяется с загрязнениями (кожным салом), а гидрофильная - с водой. Такой механизм лежит в основе очищения.

Различают 5 типов ПАВов: анионные, катионные (в зависимости от заряда полярной гидрофильной группы), амфотерные, неионные и натуральные детергенты. Их строение напрямую влияет на свойства.

Тип анионных ПАВ самый распространенный. Они имеют очень хорошую очищающую способность, но их действие слишком агрессивно: волосы остаются жесткими, тусклыми, наэлектризованными и спутанными. Поэтому в составах шампуней обычно используется сочетание анионных и других ПАВ. К анионным ПАВ относятся все сульфаты (TEA lauryl/laureth sulfate, ammonium lauryl/laureth sulfate, sodium lauryl/laureth sulfate)

Катионные ПАВ уступают в очищающих способностях анионным: они плохо мылятся и удаляют кожное сало, а также не могут сочетаться в составе с анионными ПАВ, из-за чего редко используются в шампунях. Такой тип детергентов может быть подходящим для людей с кудрявыми или окрашенными волосами.

Самые мягкие, неионные ПАВ, используются только в сочетании с другими, более сильными сурфактантами.

Амфотерные ПАВ уникальны из-за двойственности своих свойств: они имеют хорошую очищающую способность, но при этом их действие менее агрессивно, чем у анионных ПАВ. [2]

Перед тем как рассмотреть отдельные ПАВ и их влияние на волосы, стоит отметить, что шампуни для волос действуют главным образом на поверхности волоса, то есть проникнуть глубже они не могут и повреждения, если происходят, ограничиваются кутикулой [3].

Еще одним важным показателем является показатель кислотности. Сами ПАВ часто имеют высокий показатель рН, и, несмотря на регуляторы кислотности, присутствующие в каждом шампуне, рН-показатель самого шампуня ближе к показателю его основного ПАВ. Показатель pH >7 (щелочная среда) может увеличить отрицательный заряд на поверхности волос и, следовательно, увеличить трение между волосяными волокнами.

Это может привести к повреждению кутикулы и ломке волоса. Поэтому шампуни с низким показателем рН < 7 (кислая среда) меньше электризуют волосы. К сожалению, производители очень редко указывают рН шампуня на этикетке. Примечательно, что только 38% популярных шампуней, представленных на рынке, и 75% салонных шампуней имели pH < 5.0. В настоящее время не существует однозначно установленного уровня рН, который подходит и для волос, и для кожи головы, но несомненно, что шампуни с рН > 7 могут навредить волосам [4, 5].

Sodium lauryl sulfate (sodium dodecyl sulfate)


Лаурилсульфат натрия активно используется не только при производстве большинства бытовых моющих средств, шампуней, зубной пасты и другой косметики, но и в промышленности в качестве сильного чистящего средства. Он дешев, обладает хорошими пенообразованием и очищающей способностью, а также на 90% биоразлагаем.

По заключению экспертов Cosmetic Ingredients Review (организация, занимающаяся проверкой безопасности косметических ингредиентов), лаурилсульфат натрия и родственный ему лаурилсульфат аммония в концентрации 2 % вызывают раздражение кожи у подопытных животных и некоторых людей.

Раздражающее действие этих ингредиентов повышается с увеличением их концентрации и времени контакта с кожей. Поэтому длительное использование моющих средств с лаурилсульфатом натрия (или аммония) может привести к развитию сухости кожи, её шелушению, появлению комедонов, выпадению волос, спровоцировать дерматиты.

Однако ни у лаурилсульфата натрия, ни у лаурилсульфата аммония (даже в высокой концентрации) не было выявлено ни канцерогенного, ни эмбриотоксического действия. Организация признала эти вещества безопасными при использовании в средствах, не предназначенных для постоянного использования, и при концентрации не более 1% [6, 7].

Тем не менее, многие люди отказываются от использования шампуней, содержащих SLS, из-за испытываемого дискомфорта, выражающегося в зуде и сухости кожи головы. Это небезосновательно. Исследования показывают, что восприимчивость кожи к SLS может быть больше у лиц с сухой, чувствительной кожей, у лиц с экземой, атопическим и себорейным дерматитом [8, 9]

В любом случае, данное вещество смывается, поэтому время контакта очень короткое, и после смывания на коже головы/тела остается предельно малое количество лаурилсульфата натрия (если остается вообще), следовательно, вероятность возникновения раздражения снижается.

Проводились исследования, которые показали что лаурилсульфат натрия и другие алкильные сульфаты не способны проникнуть в дерму здоровой, не лишенной липидов кожи с целостным роговым слоем, и следовательно, навредить ей [10].

Еще одним поводом для беспокойства многих являются нитрозамины – побочные продукты сульфатации лаурилового спирта. 90% этих соединений считаются потенциально канцерогенными, но стоит учитывать то, что при производственном процессе чистый продукт – SLS – очищается от примесей, то есть нитрозаминов в шампуне с SLS ничтожно мало, чтобы принести какой-либо вред организму.

Более того, большинство людей постоянно контактируют с нитрозаминами, которые широко встречаются в изделиях из латекса, различных косметических, табачных и пищевых продуктах, в том числе в пиве, рыбе, мясе и сырах, в которые добавляется обычная пищевая соль. Диапазон pH 7.5-8.5

Sodium laureth sulfate (SLES)

Лауретсульфат натрия имеет схожее строение с SLS, но считается более мягким ПАВ из-за дополнительного процесса этоксилирования, которому он подвергается при производстве [11].

Он действует менее раздражающе, чем лаурилсульфат натрия, но приводит к более сильному высушиванию, которого можно избежать при тщательном смывании. Лауретсульфат натрия нетоксичен и безопасен для использования в косметике [12].

Выражаются опасения по поводу 1,4-диоксана и оксида этилена, которые используются при синтезе SLES и считают потенциальными канцерогенами. Но химическая природа синтеза ПАВ обеспечивает полное использование оксида этилена, а любые возможные остатки 1,4-диоксана будут иметь концентрацию, по меньшей мере в 6000 раз ниже, чем потенциально опасный для здоровья человека уровень. Диапазон pH 7.5-8.5

TEA (triethanolamin) lauryl (laureth) sulfate


Лаурилсульфат триэтаноламина (а также моно- и диэтаноламина) – анионное ПАВ, которое при высоких концентрациях является сильно раздражающим для глаз и кожи. Также оно способно образовывать нитрозамины при наличии нитратов. Исследования показали, что этаноламины (продукты диссоциации солей MEA, DEA, TEA) токсичны, канцерогенны и способны проникать в кожу, лимфу, а следовательно и во внутренние органы животных и оседать в них.

Тем не менее, лаурилсульфат триэтаноламина признан CIR (Cosmetic Ingridient Review) безопасным при использовании в смываемой косметике в определенных концентрациях [13]. Диапазон pH 7.0-7.5

Альтернативы сульфатам. Cocamidopropyl betaine

Кокамидопропилбетаин – амфотерный сурфактант, чаще всего используется в шампунях как второй ПАВ, а также в качестве эмульгатора, загустителя и антистатика. Проблема того, является ли кокамидопропилбетаин контактным аллергеном, очень противоречива.

В 2004 году это вещество было признано низкоаллергенным, однако исследования показывают, что оно скорее является раздражителем, а аллергические реакции на него могут быть ответом на амидоамины и диметиламинопропиламин – вещества, использующиеся при синтезе кокамидопропиламина. Сам кокамидопропилбетаин не является контактным аллергеном для лиц без атопического дерматита. Вероятность того, что кокамидопропилбетаин вызовет повышенную чувствительность кожи, согласно последним исследованиям, достаточно велика [14]. Диапазон pH 4,5-5,5

Alkyl glucosides (decyl, lauryl, cetearyl, coco)

Алкильные глюкозиды – неионные мягкие ПАВ природного происхождения. В последние несколько десятилетий они стали популярны, так как считаются полностью биоразлагаемыми, малораздражающими компонентами. Но, как показывают недавние исследования, аллергические реакции на глюкозиды встречаются все чаще, причем аллергенами являются в основном децил и лаурил глюкозиды. В целом этот класс веществ был признан безопасным для использования в косметике в концентрациях, при которых компоненты не являются раздражающими [15, 16]. pH=7.0

Disodium cocoamphodiacetate

Кокоамфодиацетат динатрия – амфотерное ПАВ, образующее мягкую пену. Его биоразлагаемость ограничена, он может быть токсичен для бактерий, используемых при очистке сточных вод [17].

При исследовании 8-ми популярных ПАВ DSCADA был признан одним из наиболее мягких сурфактантов [18]. Диапазон рН 8.0-9.0

Sodium cocoyl isethionate

Кокоил изетионат натрия – мягкое анионное ПАВ, менее повреждающее эпидермальный барьер, чем лаурилсульфат натрия или мыло. Оно признано безопасным при использовании даже в косметических продуктах, не подразумевающих смывания [19]. Диапазон pH 4.5-6.5

Sodium coco-sulfate

Кокосульфат натрия – анионное ПАВ, обеспечивающее хорошее вспенивание и обладающее кондиционирующими свойствами. Кокосульфат натрия считается безопасным для использования в косметической продукции.

Потенциал раздражения кожи у SCS на 15% ниже, чем у SLS, но при этом SCS способен активнее взаимодействовать с липидами эпидермиса и вызывать их вымывание, что приводит к нарушению защитного эпидермального барьера. В результате исследования выяснилось, что пролайферация (деление) клеток значительно уменьшилась после воздействия кокосульфата натрия, так же как и других сурфактантов [20]. Диапазон рН 7,5-10

Natural detergents


Синтетические ПАВ в большинстве случаев заменили натуральные, но с недавнего времени стали популярны “натуральные шампуни” с растительной основой. Натуральные сурфактанты (сапонины) получают из растений, таких как смилакс, мыльнянка и агава.

Сапонины – амфифильные вещества, поэтому по свойствам они похожи на мыло. Они способны образовывать много стабильной пены, но при этом обладают небольшой смачивающей способностью (этот фактор важен для удаления кожного сала) и средней очищающей способностью. Из-за этого в составах они чаще всего сочетаются с синтетическими ПАВ, которые отвечают за хорошее очищение волос и кожи головы, а сами сапонины добавляются в рецептуру в целях маркетинга [21]

Изучение влияния ПАВ на волосы

Для определения степени влияния на структуру волоса и кожу головы различных ПАВ, я использовала свои волосы как объект исследования. При этом я, как обладательница тонких волос, нормальной кожи, склонной к сухости, чувствительности и атопическим проявлениям, могла наиболее полно ощутить влияние шампуня.

Для чистоты эксперимента я использовала шампуни без последующего использования кондиционера. Полученный результат оценивала по следующим критериям: удобство в использовании, состояние кожи и волос после применения.

Название Состав (ПАВ) Показания к применению Результат
Mixit oil control shampoo Sodium laureth sulfosuccinate, sodium lauryl metilisethionate, cocamidopropilbetaine, cocoamphodiacetate, вода Для жирных волос Недостаточное пенообразование. Волосы сухие, наэлектризованные, наблюдалось ощущение сухости кожи головы. Очищающая способность – ниже желаемого
Zeitun natural shampoo (black seed oil) Sodium coco sulfate, cocamidopropyl betaine, disodium cocoamphoacetate, вода Для всех типов волос Во время использования наблюдалась обильная пена, которая обеспечила равномерное распределение шампуня по всей поверхности волос и кожи головы. Шампунь не вызвал раздражения и ощущения сухости скальпа, волосы остались гладкими, шелковистыми и неспутанными, но немного наэлектризованными. Очищающая способность удовлетворительная
Zeitun herbal shampoo (hemp and Assyrian rye) Disodium cocoamphodiacetate, coco glucoside, экстракт сапонарии;  отвар трав Для тонких волос Шампунь образует крайне мало пены, из-за чего возникают затруднения в распределении его по коже головы и корням волос. После использования осталось ощущение стянутости кожи головы, но не сухости. Волосы очень спутанные, немного наэлектризованные, но при этом блестящие. Очищающая способность – ниже желаемого
Natura siberica (органический гидролат кедра и эластин розы) Sodium cocoyl isethionate, cocamidopropyl betaine, lauryl glucoside, coco glucoside, glyceryl oleate, органический гидролат Для ослабленных волос Шампунь обеспечивает обильное пенообразование, не вызывает сухости и раздражения скальпа. Волосы остаются мягкими, гладкими, неспутанными и неэлектризованными. Очищающая способность удовлетворительная
Natura siberica (кедровый стланик, медуница) Sodium cocoyl isethionate, lauryl glucoside, cocamidopropyl betaine, pineamidopropyl betaine, экстракт сапонарии, вода Для всех типов волос Шампунь образует небольшое количество пены, при этом достаточное для комфортного очищения. После использования присутствует ощущение стянутости кожи головы, раздражения и сухости не наблюдается. Волосы спутанные, тусклые, наэлектризованные. Очищающая способность – ниже желаемого
Loreal mythic oil Sodium laureth sulfate, coco-betaine, sodium benzoate, вода Для нормальных и тонких волос Шампунь образует обильную пену, с помощью которой хорошо распределяется по поверхности волос и кожи головы. После использования ощущается зуд кожи головы. Волосы мягкие, шелковистые, ненаэлектризованные. Очищающая способность удовлетворительная
Желтковый шампунь (АО Свобода) Sodium laureth sulfate, вода Для всех типов волос Шампунь хорошо пенится. После использования присутствует ощущение сухости и стянутости скальпа, наблюдается раздражение кожи на шее; волосы пористые, спутанные и тусклые. Очищающая способность – выше желаемого

Вывод

Как показывают результаты эксперимента, шампуни с одинаковым основным ПАВ могут иметь совершенно разный косметический эффект, оказывать разное влияние на кожу, что позволяет сделать вывод о том, что ПАВ не определяет свойства шампуня.

Заключение


Во всех косметических продуктах формула всегда важнее, чем свойства отдельных компонентов. Из-за многочисленных взаимодействий между ингридиентами формула в целом – это нечто большее, чем просто сумма составляющих.

Так, в шампунях зачастую важно не столько само ПАВ, сколько его сочетание с дополнительными ПАВ, с многочисленными кондиционирующими добавками, регуляторами кислотности, силиконами и прочими компонентами. Но все же к таким компонентам, как sodium lauryl sulfate, MEA/DEA/TEA lauryl/laureth sulfate, стоит быть внимательнее, так как, несмотря на подтвержденную безопасность, они могут в отдельных случаях вызывать раздражение кожи.

Список литературы

  1. Zviak C, Vanlerberghe G. Scalp and hair hygiene. In: Zviak C, editor. The Science of Hair Care. New York: Marcel Dekker; 1986. pp. 49–86.
  2. Zoe D Draelos. Essentials of Hair Care often Neglected: Hair Cleansing. Int. J. Trichology, 2010; 2(1): рр. 24-29
  3. Robbins C.R. Interactions of Shampoo and Conditioner Ingredients with Hair. In: Chemical and Physical Behavior of Human Hair. Springer, Berlin, Heidelberg, 2012, pp 329-443
  4. Gould J.G., Sneath R.L. Electron microscopy-image analysis: Quantification of ultrastructural changes in hair fiber cross sections as a result of cosmetic treatment // Journal Of Cosmetic Science. 1985. V 36, No 1, рр. 53-61
  5. Gavazzoni Dias MF, de Almeida AM, Cecato PM, Adriano AR, Pichler J. The Shampoo pH can Affect the Hair: Myth or Reality?. // Int J Trichology. 2014;6(3): рр. 95–99.
  6. Final Report on the Safety Assessment of Sodium Lauryl Sulfate and Ammonium Lauryl Sulfate. // Journal of the American College of Toxicology, 1983. 2(7), рр 127–181.
  7. Bondi CA, Marks JL, Wroblewski LB, Raatikainen HS, Lenox SR, Gebhardt KE. Human and Environmental Toxicity of Sodium Lauryl Sulfate (SLS): Evidence for Safe Use in Household Cleaning Products. // Environ Health Insights. 2015;9: рр. 27–32.
  8. Klaus Peter Wilhelm, Hongbo Zhai, Howard I. Maibach Dermatotoxicology. CRC Press, 2007. – рр. 289-290
  9. Löffler H, Effendy I. Skin susceptibility of atopic individuals. 1999 May, 40 (5): рр. 239-42
  10. Blank I. H., Gould E.. Penetration of anionic surfactants into skin: II. Study of mechanisms which impede the penetration of synthetic anionic surfactants into skin. J. Invest. Derm. 1961, 37(5), pp 311-315
  11. Löffler H, Happle R. Profile of irritant patch testing with detergents: sodium lauryl sulfate, sodium laureth sulfate and alkyl polyglucoside. // Contact Dermatitis. 2003; 48(1): рр. 26-32.
  12. Final Report on the Safety Assessment of Sodium Laureth Sulfate and Ammonium Laureth Sulfate. // Journal of the American College of Toxicology, 1983, 2(5), рр. 1-34
  13. Monice M. Fiume, Bart Heldreth.  Final Amended Report. On the Safety Assessment of Ethanolamine and Ethanolamine Salts as Used in Cosmetics. // Cosmetic Ingredient Review. 2012, 18 р.
  14. A study of the sensitization rate to cocamidopropyl betaine in patients patch tested in a university hospital of Beijing.// Contact Dermatitis. 2008;58(1): рр. 24–27.
  15. Gijbels D, Timmermans A, Serrano P, Verreycken E, Goossens A.Allergic contact dermatitis caused by alkyl glucosides.// Contact Dermatitis. 2014; 70(3): рр. 175-82.
  16. Alfalah, Maisa; Loranger, Camille; Sasseville, Denis. Alkyl Glucosides // Dermatitis: 2017 - V28 - № 1 - pр 3-4
  17. Sharvelle S, Skvarenina E, Banks MK. Biodegradation of disodium cocoamphodiacetate by a wastewater microbial consortium. // Water Environ Res. 2008;80(3): рр. 276–281.
  18. Corazza M, Lauriola MM, Bianchi A, Zappaterra M, Virgili A. Irritant and sensitizing potential of eight surfactants commonly used in skin cleansers: an evaluation of 105 patients. // Dermatitis. 2010;21(5): рр. 262–268.
  19. Ghosh S, Blankschtein D. Why is sodium cocoyl isethionate (SCI) mild to the skin barrier? - An in vitro investigation based on the relative sizes of the SCI micelles and the skin aqueous pores. //J Cosmet Sci. 2007; 58(3): рр. 229-44.
  20. Bujak T., Nizioł-Łukaszewska Z., and Wasilewski T. (2019). Sodium Lauryl Sulfate vs. Sodium Coco Sulfate. Study of the Safety of Use Anionic Surfactants with Respect to Their Interaction with the Skin. // Tenside Surfactants Detergents: Vol. 56, No. 2, pp. 126-133.
  21. Yu-Fen Chen, Chao-Hsun Yang, Ming-Shiang Chang, Yong-Ping Ciou, and Yu-Chun. Huang Foam Properties and Detergent Abilities of the Saponins from Camellia oleifera // Int J Mol Sci. 2010; 11(11): рр. 4417–4425.


Если страница Вам понравилась, поделитесь ссылкой с друзьями:

Партнеры и статистика