Шампуни. Часть 2. Дополнительные компоненты и пример рецепта
В первой части разобрались с жироводофилофобами, едем дальше. Как составляют рецептуры шампуней и что там помимо ПАВ.
А помимо ПАВ в шампунях довольно стандартный набор активов, загуститель, отдушка и консервант. Но, сочетая различные кондиционирующие добавки и профильные вещества, например, против перхоти, получается все огромное разнообразие средств для мытья скальпа, и такое, что иногда выбрать шампунь очень непросто.
Поэтому многие люди просто выбирают шампунь по запаху, и в общем-то, правильно делают.
Для создания идеального шампуня с хорошей моющей способностью и пышной пеной берут три вида ПАВ, анионное, неионное и амфотерное. Так мицелла становится смешанной, более крупной и менее агрессивной по отношению к коже и волосам.
Причём у каждого ПАВ есть такая штука как критическая концентрация мицеллообразования (ККМ): когда молекулы ПАВ перестают плавать в растворе поодиночке и начинают собираться в мицеллы. Если концентрация ПАВ продолжает расти, мицеллы вырастают в мицеллищи, сперва становясь цилиндрическими, а затем превращаясь в длинные червеобразные мицеллы, которые могут «прорастать», образуя разветвлённую сетку.
Длинные мицеллы, как шнур от наушников в кармане, переплетаются и придают раствору густоту.
Кстати, самый простой способ загустить шампунь - посолить его обычной поваренной солью, хлоридом натрия (NaCl, Sodium chloride). Происходит это за счет того, что снижается ККМ раствора ПАВ, мицеллищи растут шустрее. Процент соли подбирается экспериментально, некоторые производители солят разные системы ПАВ, чтобы облегчить задачу составителям рецептов. Вот результаты экспериментов Innospec, например:
КАК РАССЧИТЫВАЮТ ПРОЦЕНТ ПАВ ДЛЯ ШАМПУНЯ?
Сперва давайте запомним: в любом жидком, да и в сухом, ПАВ есть вода и/или другие примеси. А значит, и процент собственно ПАВ может отличаться, в том числе и у производителей один и тот же ПАВ может выпускаться в различной концентрации.
Нас интересует конечное количество ПАВ в моющем средстве, т.к. от этого зависит и эффективность, и мягкость воздействия, и даже густота средства. В среднем для шампуня берут 10-15% ПАВ*. В твердом шампуне ПАВ бывает 50-80%, иногда больше. Вообще, на мой вкус, выглядит это так, как будто туда просто забыли положить воду.
*Прошу обратить внимание, что циферки даны на чистое вещество (ЧВ)
Например, у нас имеется:
А) Кокоил Изетионат натрия сухой (Sodium Cocoyl Isethionate, 84% ЧВ)
В) Кокомидопропил бетаин (КАПБ) жидкий (Cocamidopropyl betaine, 40% ЧВ)
С) Коко глюкозид (Coco Glucoside, 50% ЧВ)
Мы хотим получить шампунь с 13% ПАВ, из них:
А) Кокоил изетионат натрия 6%
В) КАПБ 5%
С) Коко глюкозид 2%
И чо делать-то? Нифига ж не сходится!
Психуем, закрываем браузер, идем в КБ. Неа. Считаем по формуле:
Х = желаемый % / % ЧВ концентрата * 100%
Где Х - это то значение, которое мы впишем в табличку с рецептом:
А) Х1 = 8% желаемого / 85% в концентрате * 100 = 9,5% изетионата
В) Х2 = 5% желаемого / 40% в концентрате * 100 = 12,5% КАПБ
С) Х3 = 2% желаемого / 50% в концентрате * 100 = 4% коко глюкозида
АКТИВНАЯ ФАЗА ШАМПУНЯ
Подошли к индивидуализации раствора ПАВ. Активная фаза зависит от того, что мы от шампуня хотим. Но это не главное. Главное - это сделать так, чтоб шампунь не навредил коже головы и волосам, вызвав какую-нибудь аллергию, к примеру. Сейчас будет много скучного текста. Если лень читать, можно сразу перейти к рецепту.
Масла и другие липиды называют пережиривающими добавками. Встраиваясь в волосы и межклеточные липидные пласты кожи, мгновенно улучшают внешний вид волос, придают мягкость и гладкость. Одновременно масла снижают агрессивное действие ПАВ, кондиционируют кожу и волосы. Фосфолипиды (обычно это подсолнечный или соевый лецитин) и фитостеролы используют в восстанавливающих шампунях.
В большом количестве плохо встраиваются в шампунь и разжижают его. Шампунь с высоким процентом масел не может быть прозрачным, он будет мутно-белого цвета. Проблема разжижения решается загустителями, при риске расслоения используют специальные загустители (PEG-120 Methyl Glucose Dioleate, например) или эмульгаторы, например, PEG-40 Hydrogenated Castor Oil.
Силиконы являются отличными кондиционирующими добавками. Обволакивая каждый волосок, они придают волосам блеск, послушность и гладкость, защищают волосы от пересыхания. Некоторые силиконы способны продлить яркость цвета окрашенных волос, например, амодиметикон и его производные (Amodimethicone).
Высокий процент силиконов, как и масло, замутняет и разжижает шампунь. Водорастворимые силиконы легко встраиваются в шампунь и не накапливаются на волосах, так как смываются водой. Обычно это какой-нибудь силикон сополиол, например, Dimethicone Copolyol, или ПЭГ-силикон (ПЭГ-7 амодиметикон, к примеру).
Силиконы в природе разлагаются на воду и песок, грубо говоря. Никакого вреда ни человеку, ни окружающей среде, не несут.
Поликватерниумы и другие кондиционирующие добавки катионной природы, положительно заряженные. Без кватов не обходится практически ни один промышленный состав. Кваты делают волосы мягкими, повышают расчесываемость и гладкость.
В зависимости от того, из какого вещества получены, могут сообщать бонусные свойства шампуню. К примеру, катионный хитозан (Polyquaternium-29) делает волосы более послушными. Кватернизированный мед (Hydroxypropyltrimonium Honey) увлажняет волосы, polyquaternium-10 (получен из гидроксиэтилцеллюлозы) помогает снизить агрессивное воздействие ПАВ и т.д.
Некоторые кваты с высокой молекулярной массой могут накапливаться, особенно на химически и физически поврежденных волосах и вьющихся от природы. Это происходит потому, что участки поврежденных волос имеют сильный отрицательный заряд, и, как магнит, притягивают положительно заряженные молекулы кватов. Проблема решаема периодическим мытьем волос шампунем глубокой очистки или другим, не содержащим кватернизированных добавок.
Миф о том, что поликваты - микропластик, не более, чем миф. Это водорастовримые соли, и к пластику они никакого отношения не имеют. По такой логике, гиалуронка => ПОЛИмер => пластик. Бред полный.
Увлажнители. К ним отнесём глицерин, сорбитол, гиалуронку, алоэ, аллантоин и тп. Увлажняют волосы и кожу головы. Для сухих и вьющихся волос самый топ.
Протеины и аминокислоты. Образуют защитную плёночку на волосах, предупреждают пересыхание, повышают барьерные функции. Белки могут быть как растительного, так и животного происхождения. В зависимости от размера, могут проникать вглубь волоса или оставаться на поверхности. Бывают кватернизированными, удобненько. И кондиционирование, и защита. Аминокслоты увлажняют волосы и кожу головы.
Витамины. Наиболее популярный и востребованный, и, пожалуй единственный, способный подействовать на кожу головы и волосы за время мытья – пантенол (провитамин В5). Успокаивает кожу головы, увлажняет волосы. Витамин Е спасает от окисления шампунь, для волос практически бесполезен, так как наносится ненадолго и не успевает подействовать.
Кстати, пантенол - это спирт. Живите теперь с этим.
Экстракты. Подбирают по проблеме. Растительные экстракты бывают водо или жирорастворимые, не будем на них останавливаться, про них сказать особо нечего, кроме того, что они могут быть как полезны, так и несут некоторые риски, связанные с аллергическими реакциями.
Специальные добавки. К этой группе отнесём те активы, которые обладают лечебными свойствами. Это добавки против перхоти, себореи, выпадения выпадения волос и т.п. Противосеборейные и противоперхотные - соединения цинка (Zinc PCA, Zinc Pyrithione), сера и ее соединения, кетоконазол (в аптечных средствах). Волосопад лечат кофеином, цинком, магнием, трипептидом меди, касторкой и др. В аптечных средствах используют миноксидил.
Хелаторы. Часто в составе шампуня можно увидеть Disodium/Trisodium EDTA. Эти соединения связывают растворенные в воде соли металлов, повышают пенообразование.
Загустители и консерванты. Шампунь с оптимально подобранной системой ПАВ сам по себе получится достаточно густым. Часто в качестве модификатора вязкости добавляют катионный гуар (Guar Hydroxypropyltrimonium Chloride), акрилаты, либо специальные загустители.
Помимо вышеперечисленных веществ, нам понадобится консервант (обязательно) и отдушка/эфирные масла по желанию. Консервант выбираем такой, чтобы он проходил по диапазону рН, был надёжным и устраивал вас лично (у всех разные предпочтения, кто-то верит в парабены, кто-то старается, чтобы средство было полностью «зелёным»). Не советую лишь Methylisothiazolinone и его соседа, methylchloroisothiazolinone, если у вас чувствительная кожа головы.
Попробуем сделать универсальный базовый шампунь, который, при желании, можно модернизировать, заменив или добавив активные компоненты по проблеме, которую хочется решить.
РЕЦЕПТ
Важно! При работе с ПАВ обязательно использование СИЗ, во избежания попадания ПАВ в дыхательные пути и на слизистые!
1) Отмерим всю воду по рецепту, нагреем ее в микроволновке градусов до 50, это позволит растворить ПАВ быстрее. Посолим (1% соли обычно достаточно), введём трегалозу и глицерин. Я взяла гималайскую соль, обычная ничем не хуже.
2) Добавим в стакан анионный ПАВ — изетионат натрия, полностью растворим, помешивая. Пахнет он классно, кокосом. Мешать аккуратно, если набъете пены, оседать она потом будет очень долго. После полного растворения изетионата вводим Децил глюкозид.
4) В отдельный стакан отмерим кокамидопропил бетаин. Ввожу порциями, наблюдая за изменением густоты. Если в какой-то момент шампунь становится сложно промешать, то КАПБ уже явно достаточно и можно остановиться. Когда делаете шампунь по проверенному рецепту, можно бахнуть сразу весь КАПБ. У меня ушел весь КАПБ, густота получилась приличная.
5) Добавим оставшиеся активы, консервант и отдушку (или эфирное масло). Пока перемешивала, набила пузырей. Спустя сутки пузыри уйдут, шампунь станет прозрачным.
Замерим рН. Оптимален рН 5-6, при таком значении получается густой шампунь, приближенный по уровню рН к коже головы, и значит, очень щадящий. Если рН получился выше, что очень вероятно, откорректируем раствором лимонной кислоты. Просто взять лимонку и воду в соотношении 1:2 и ввести по капле, каждый раз перемешивая и замеряя рН. Действуем аккуратно, шампуни не любят, когда рН гоняют туда-сюда.
Шампунь делается от силы минут 10-20. Гораздо бОльшую часть времени занимает подготовка, растворение сухого ПАВ и последующее мытье стаканов. Жидкий ПАВ значительно сократит время изготовления. Прошли сутки, все ок. Шампунь сталь чуть жиже. Для неокрашенных и неповрежденных волос норм.
Этот рецепт легко изменить, добавив коллаген или кератин, силиконы, заменив консервант и кондиционирующее вещество. Можно поменять систему ПАВ, изменить их пропорции.. В общем, это пример. Только не забудьте воду пересчитать, вода всегда считается за вычетом остальных компонентов.
Короче, экспериментировать можно бесконечно. Большая удача, если сразу удастся подобрать такой %% ПАВ и соли, чтобы шампунь был густым стабильным в течение длительного времени, для пробника можно сделать грамм 100 шампуня и забыть его на полке хотя бы на пару недель, наблюдая, как меняется густота и рН, не расслаивается ли он. Все изменения желательно записывать. Удачных всем экспериментов и свежей головы)
Вся информация носит справочный характер.