Анализ пенообразующих свойств амфифильных компонентов для детского шампуня

УДК 541.64:665.58

Ю. А. Шигабиева, С. А. Богданова

АНАЛИЗ ПЕНООБРАЗУЮЩИХ СВОЙСТВ АМФИФИЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ

ДЛЯ ДЕТСКОГО ШАМПУНЯ

Ключевые слова: поверхностно-активные вещества, пенообразующая способность, детский шампунь, экстракт

зеленого чая.

На основании изучения пенообразующей способности ряда дерматологически мягких амфифильных компонентов в качестве со-ПАВ для детского шампуня был выбран кокоглюкозид, который обладает наибольшим значением высоты столба пены во всем исследуемом диапазоне концентраций. На основании этого разработана рецептура пеномоющей композиции для детей (шампуня) с данным ПАВ и экстрактом зеленого чая, обладающего эффективной фотопротекторной активностью.

Keywords: surfactants, foaming capacity, baby shampoo, green tea extract.

Foaming capacity of dermatologically mild surfactants has been investigated and cocoglucoside was selected as the surfactant which has the largest foam height in wide range of concentrations. The formulation of baby shampoo based on foaming capacity study with cocoglycoside as co-surfactant and green tea extract as photoprotective additive has been developed.

Введение

Современными тенденциями в технологиях косметических средств является разработка детских косметических композиций с учетом основных требований к данным продуктам

(гипоаллергенности, натуральности основы, отсутствии искусственных красителей, строго определенного значения рН, эффективности фотопротекторного действия, специальные требования к полимерной таре и упаковке и др.). При этом в первую очередь следует обратить внимание на основные ингредиенты практически каждого детского пеномоющего косметического средства - амфифильные соединения (поверхностно-активные вещества), которые не должны раздражать или повреждать детскую кожу и слизистые оболочки. В детские очищающие средства должны входить бетаины, алкилполиглюкозиды и другие безопасные ПАВ [1]. В целях снижения раздражающего действия на глаза и кожу многие изделия содержат смеси нескольких ПАВ анионного типа. Для использования в детской косметике могут быть предложены следующие дерматологически мягкие ПАВ и их композиции:

1) Неионогенные ПАВ в сочетании с, эфирами с сорбита, глицерина касторового масла, этоксилированных жирных кислот;

2) Сульфоэтоксилаты, алкилсульфаты, олефинсульфонаты в сочетании с сульфосукцинатами;

3) Амфотерные и цвиттер-ионные ПАВ, такие как ^алкилкарбоксилбетаины (И2Ю5-N(CH3)2-CH2-CHOH-CH2-SO3-), N алкилдигидроксиэтилглицинаты, амфокарбоксиглицинаты;

4) Снижению раздражающего действия ПАВ способствует добавление в состав шампуня этоксилированных спиртов ланолина, полипептидов, растительных экстрактов [2].

Слабораздражающее действие на кожу и оболочку глаз оказывают амфотерные ПАВ, такие

как алкилзамещённые соединения ряда имидазола и бетаина [2].

Обязательными компонентами любого детского косметического средства являются: экстракты различных растений (ромашки, череды облепихи и т.д.), биоактивные вещества (витамин А, Е, Д-пантенол, ланолин и т.д.), натуральные растительные масла (оливковое масло, масло жожоба и т.д.) [3-5]. При выборе растительного экстракта для введения в детское косметическое средство основной акцент делается на фотопротекторные (УФ-защитные) свойства данной добавки, которые обеспечивают надежную защиту от солнечного воздействия.

Цель данной работы заключается в подборе на основании исследования пенообразующих свойств дерматологически мягких амфифильных компонентов для разработки детских пеномоющих композиций с растительными экстрактами.

Экспериментальная часть

Объектами исследований являлись образцы ПАВ, наиболее широко применяемые в области детской косметики.

Пенообразующие свойства водных растворов ПАВ исследовались методом встряхивания [6]. Для этого готовились водные растворы ПАВ концентрации 0,125; 0,25; 0,5 и 1 % масс.

Пенообразующая способность

разработанного детского шампуня с растительным экстрактом определялась по методу Росс-Майлса при t=37±2 0С [7].

Определение pH косметических композиций осуществлялось в водном растворе с массовой долей продукта 10% масс. [8].

Обсуждение результатов

Наиболее распространенное ПАВ для получения шампуня, лауретсульфат натрия, может вызвать раздражение нежной детской кожи, в связи с чем перед нами была поставлена задача

разработать рецептуру с возможно меньшим содержанием этого компонента путем замены его на дерматологически мягкие ПАВ, такие как кокоамфодиацетат динатрия, кокоглюкозид, сульфосукцинат. Для разработки соотношения ПАВ и со-ПАВ в пеномоющих композициях предварительно была исследована пенообразующая способность применяемых мягких ПАВ. Результаты представлены на рис. 1-4.

Рис. 1 - Зависимость объема пены от времени водных растворов лауретсульфата натрия концентрации: 1 - 1% мас.; 2 - 0,5 % мас.; 3 -0,25 % мас.; 4 - 0,125 % мас.

Рис. 2 - Зависимость объема пены от времени водных растворов динатрийлаурет-3

сульфосукцината концентрации: 1 - 1% мас.; 2 -0,5 % мас.; 3 - 0,25 % мас.; 4 - 0,125 % мас.

80

70

> 60 I

8 30 20 10

--

"—" >»—М-*-К 1

» » 4

6 8 10 Время ^ мин.

12

14

16

Рис. 3 - Зависимость объема пены от времени водных растворов кокамфодиацетат динатрия концентрации: 1 - 1% мас.; 2 - 0,5 % мас.; 3 -0,25 % мас.; 4 - 0,125 % мас.

80

70

> 60

л

не 50

с

40

8 30

20

10

6 8 10 Время ^ мин.

12

14

16

Рис. 4 - Зависимость объема пены от времени водных растворов кокоглюкозида концентрации: 1 - 1% мас.; 2 - 0,5 % мас.; 3 - 0,25 % мас.; 4 -0,125 % мас.

Как видно из рис. 1, водные растворы лауретсульфата натрия при концентрациях от 0,25 до 1 % масс. характеризуются высоким значением объема пены и ее устойчивостью. Исключение составляет концентрация ПАВ 0,125 % масс., очевидно, что данного количества амфифильного компонента недостаточно для стабилизации пены.

Из рис. 2-4 видно, что исследуемые ПАВ по сравнению с лауретсульфатом натрия обладают недостаточной пенообразующей способностью во всем диапазоне концентраций от 0,125 до 1 % масс., поэтому полной замены лауретсульфата на мягкое ПАВ добиться не удалось. Наилучшими пенообразующими свойствами в сравнении с лауретсульфатом натрия, обладает кокоглюкозид.

На основании полученных данных была разработана рецептура детского шампуня, в состав которого в качестве эффективного со-ПАВ был введен кокоглюкозид. При этом содержание основного ПАВ было уменьшено.

Как уже отмечалось выше, детская кожа очень чувствительна к воздействию солнца, потому нашей задачей было также введение в рецептуру шампуня растительного экстракта, обладающего выраженным фотопротекторным действием. Ранее при исследовании ряда экстрактов нами было показано, что наибольшей УФ-защитной активностью обладает экстракт зеленого чая [9], что послужило предпосылкой для добавления его в рецептуру детского пеномощего средства (табл. 1).

Таблица 1 - Рецептура детского шампуня с экстрактом зеленого чая

Компоненты Содержание, % масс.

Лауретсульфат № (70%) 8,0

Бетаин (45%) 4,0

Кокоглюкозид 2,0

Поликватериум 0,1

Экстракт зеленого чая 0,4

ЭДТА (Трилон Б) 0,1

Неолон 0,1

Парфюмерная композиция 0,3

Хлористый натрий 2,5

Лимонная кислота 0,05

Вода До 100,0

3

4

0

2

4

Шампунь, полученный по данной рецептуре, обладает оптимальной вязкостью. Система имеет характерный для экстракта зеленоватый оттенок и обладает приятным запахом за счет детской парфюмерной композиции.

Таблица 2 - Характеристики разработанного детского шампуня

Нормативные показатели Исследуемый шампунь Норма по ГОСТ

Водородный показатель рН 5,95±0,06 5,0-8,5

Пенообразующая способность: Пенное число, мм 142,0±4,5 не менее 100,0

Устойчивость пены 0,92±0,03 не менее 0,8

Массовая доля суммы хлоридов, % не более 2,45±0,19 не более 6,0

Оценка нормативных показателей показывает, что данные средства удовлетворяют требованиям ГОСТ для косметической продукции, значениям рН, соответствующим физиологическому значению рН кожи головы и волос, а также потребительским требованиям (табл. 2).

Выводы

1) На основании изучения пенообразующей способности ряда дерматологически мягких амфифильных компонентов в качестве со-ПАВ был выбран кокоглюкозид, который обладает наибольшим значением высоты столба пены во всем исследуемом диапазоне концентраций;

2) Разработана рецептура пеномоющей композиции для детей (шампуня) с данным ПАВ и

экстрактом зеленого чая, обладающего эффективной фотопротекторной активностью;

3) Показано, что разработанное детское косметическое средство соответствует нормативным показателям.

Литература

1. Плетнев М.Ю. Неионогенные поверхностно активные вещества. / М.Ю. Плетнев // Химическая промышленность. - 2000. - №1. - С. 48-61.

2. Войткевич С.А. Целебные растения и эфирные масла / Войткевич С.А. - М.: Пищевая пром-ть. 2002. -172 с.

3. Войткевич С.А. Эфирные масла, ароматизаторы, консерванты: ограничения при использовании / С.А. Войткевич - М.: Пищевая пром-ть. 2000. - 95 с.

4. Шигабиева Ю.А. Коллоидно-химические свойства гетерогенных косметических композиций с аминокислотным комплексом лития / Ю.А. Шигабиева, С.А. Богданова, Л.Н. Залялютдинова, Л.Р. Ульянина, К.А. Хазиахметова, Ю.Г. Галяметдинов // Вестник Казанского технологического университета. - 2012. - № 16. - С. 44-47.

5. Марголина А.А. Новая косметология / А. А. Марголина, Е.И. Эрнандес, О.Э. Зайкина - М. Фирма «Клавель»; 2002. - 208 с.

6. Коллоидная химия поверхностно-активных веществ и высокомолекулярных полимеров: метод. указания / С. А. Богданова, А.Я. Третьякова, О.Р. Шашкина, А.О. Эбель, М.В. Слобожанинова, М.В. Потапова. Казань: Изд-во Казан. гос. технол. ун-та, 2005. - 26 с.

7. ГОСТ 22567.1-77. Средства моющие синтетические. Метод определения пенообразующей способности. -Введ. 1978-07-01. - М. : Изд-во стандартов, 1977. - 4 с.

8. ГОСТ 29188.2-91. Изделия косметические. Метод определения водородного показателя рН. - Взамен ОСТ 18 - 304 - 76, ГОСТ 7983-82 ; введ. 1993-01-01. - М. : Изд-во стандартов, 1992. - 4 с.

9. Богданова С.А. Фотопротекторные свойства некоторых биологически активных добавок для косметических композиций / С.А. Богданова, К.С. Васильева, Ю. Г. Галяметдинов, И. А. Колесникова, Ю. А. Романова // Вестник Казанского технологического университета. - 2011. - № 10. - С. 305-307.

© Ю. А. Шигабиева - канд. хим. наук, асс. каф. технологии косметических средств КНИТУ, romanovakstu@yandex.ru; С. А. Богданова - канд. хим. наук, проф. той же кафедры, polyswet@mail.ru.

© Y. A. Shigabieva, Doctor of Chemistry, Assistant professor, Department of Technology Cosmetics, KNRTU, romanovakstu@yandex.ru; S. A. Bogdanova, Doctor of Chemistry, Assistant professor, Department of Technology Cosmetics, KNRTU, polyswet@mail.ru.