Вопросы от читателей. Шампуни. Техническая часть
Продолжаем разговор про шапмуни)
Итак, немного подробнее остановлюсь на агрессивности/жесткости (что это и откуда)
Еще в 70-е годы обнаружился тот факт, что некоторые ПАВ ведут себя агрессивно по отношению к коже. Группа английских дерматологов предостерегла от частого использования мыла, пены для ванн и некоторых шампуней, которое повлекло увеличение заболеваниями микозами и контактными дерматитами. Мыла создают на коже щелочной уровень рн, однако применение не меняющих рн синтетических средств не решает проблему дерматитов.
Нижние слои эпидермиса участвуют в процессе ороговения (кератинизации), который приводит к образованию находящегося в равновесии рогового слоя - своего рода заслона против вредных факторов окружающей среды. Роговой слой регулирует процесс обмена избыточным количеством воды между живыми тканями и окружающей организм атмосферой. Такое сложное строение рогового слоя - которое трактуется как соединение «кирпичиков» (корнеоцитов) при помощи строительного раствора (липидно-белковой массы) и, как следствие, образование «липидных зон», - препятствует избыточной потере влаги вследствие образования многослойной системы, пропитанной взаимодействующими друг с другом липофильными и гидрофильными веществами. Кроме того, наружный слой, соприкасающийся с окружающей средой, оказывается насыщенным твердыми и летучими загрязняющими продуктами, клетками омертвевшей кожи, окисленными липидами, остатками, образующимися в результате метаболизма бактерий, микрофлоры, а так же секрециями потовых и сальных желез.
В чем заключается «агрессивность» ПАВ?
Многие ПАВ, не только синтетического, но и натурального происхождения обладают малой величиной молекулы, за счет этого они могут удалять не только грязь с поверхности кожи, но и затрагивать липиды рогового слоя, тем самым образуя бреши в обороне. Кроме этого, очень многие, особенно анионные ПАВ, содержат фосфатные группы, которые обладают высокой химической активностью, эти добавки так же создают условия для более интенсивного проникновения ПАВ через неповрежденную кожу и способствуют усиленному обезжириванию кожных покровов, более активному разрушению клеточных мембран - все это ведет к увеличению ТЭПВ, и нарушению микрофлоры на поверхности кожи и может являться причиной перхоти или «ложной перхоти», повышенной десквамации.
Каким же образом можно осуществить очищение этого слоя, не затронув его нативные структуры? Подобная избирательность действия ПАВ как главного ингредиента, ответственного за очищение, является существенным моментом на пути к гигиеническим мероприятиям, не подвергающим кожу опасности. Среди последних ответов, на эти основополагающие требования можно указать на группу мягких полифункциональных ПАВ, применяемых в умеренных концентрациях (2-10% активного вещества). Их химическое строение характеризуется наличием алкиламидной группы и гидрофобной части молекулы, построенной в основном из неразветвленной жирной кислоты С12, что позволяет добиться максимального пенообразования. Все эти вещества хорошо совместимы с кератином кожи благодаря структурному сходству и замене обычных для ПАВ сульфогрупп на карбоксильные группы. Эти ПАВ не образуют прочных ионных связей с группами, не имеющими в поверхностных слоях кожи, и являются слабыми растворителями для липидов. Более того их молекулы достаточно велики , чтобы препятствовать быстрому проникновению в глубинные слои кожи. Их называют «мылами с разрывом в структуре» или криптоанионными ПАВ.
Что такое ПАВ?
Молекулы эмульгатора имеют дифильную химическую структуру. Одна часть молекулы имеет гидрофильные полярные группы (ОН), а другая - неполярные длинноцепочечные липофильные радикалы (углеводородная цепь). В зависимости от преобладания в молекуле той или иной ее части, вещество будет растворяться в полярном (вода) или неполярном (масло) растворителе. В общем случае межфазный слой состоит из одного ряда молекул, обращенных своей полярной частью к воде, неполярной же - к маслу.
Важным свойством ПАВ является способность к мицеллообразованию в их водных растворах. При этом, в зависимости от концентрации, его свойства изменяются. Мицеллы - это агрегаты молекул ПАВ на границах раздела фаз. При образовании мицеллы несколько десятков или сотен молекул объединяются так, что гидрофобные радикалы образуют ядро (внутреннюю область), а гидрофильные группы - поверхностный слой мицеллы. Концентрацию поверхностно-активных веществ в растворе, при которой в системе образуются устойчивые мицеллы, находящиеся в равновесии с неассоциированными молекулами ПАВ, называют критической концентрацией мицеллоообразования (ККМ). Это свойство играет важную роль в диспергировании и растворении загрязнений, пенообразовании, стабилизации эмульсий.
Почему одни ПАВ пенятся, а другие нет?
Все ПАВ. можно разделить на две категории по типу систем, образуемых ими при взаимодействии с растворяющей средой. К одной категории относятся мицеллообразующие ПАВ, к другой - не образующие мицелл. В растворах мицеллообразующих ПАВ, выше критической концентрации мицеллообразования (ККМ) возникают коллоидные частицы (мицеллы), состоящие из десятков или сотен молекул (ионов). К мицеллообразующим ПАВ относят все моющие вещества, эмульгаторы, смачиватели, диспергаторы и др.
Чем меньше гидрофильная часть, тем склонность к мицеллообразованию меньше. Плохими пенообразователями являются немицеллообразующие вещества.
Образование пены связано с различной полярностью частей молекулы ПАВ. При пропускании воздуха через раствор ПАВ гидрофобная часть молекулы ориентируется в направлении пузырька воздуха, а гидрофильная - в направлении раствора. При перемещении пузырька на поверхность образуется двойной адсорбционный слой, представляющий собой пену.
Пенообразующая способность способствует удержанию загрязнений в растворе, препятствует вторичному осаждению. Большее значение имеет и пеноустойчивость. Поверхностно-активные вещества с большими значениями ККМ, обеспечивающие высокие концентрации в растворе молекулярно растворенного ПАВ, не образуют устойчивых пен, так как при этом диффузия ПАВ из пленки к вновь возникающим поверхностям приводит к адсорбции на них ПАВ до релаксации пленки.