Аннотация
Решетняк А.А., Кулишова Т.П. - Оценка пенообразующей способности шампуней как критерий экологичекской безпасности сточных вод.Дана общая характеристика шампуней по составу и функциональным характеристикам. Изучены компоненты возможных ПАВ, входящих в их состав, как основные составляющих экологической опасности сточных вод, определено пенное число и устойчивость пены для двух образцов шампуней
Шампунь является предметом первой необходимости для человекаПроцесс использования моющих средств предполагает сброс в канализационные стоки определенного количества в природные воды. Особое внимание уделяется таким компонентам как поверхностно-активные вещества, именно они составляют основную проблему при очистке воды.
Цель исследования – установление взаимосвязи между составом и влиянием продукции на безопасность окружающей среды.
Состав любого современного шампуня соответствует некоей устоявшейся принципиальной схеме: моющая субстанция (поверхностно-активные вещества, ПАВ), добавки в виде вспомогательных ПАВ (СоПАВ), способствующие получению дополнительных заданных свойств шампуня (пенообразование и пр.), кондиционирующие компоненты, функциональные добавки и модификаторы (регуляторы рН, консерванты и пр.), эстетические добавки, придающие шампуню товарный вид (отдушки, красители, замутнители, консерваторы, перламутровые вещества и пр.), биодобавки, вода. Именно ПАВ обуславливают высокую экологическую нагрузку на сточные воды.
Поверхностно-активные вещества имеют дифильное строение(т.е. полярную и неполярную части молекул) используются для достижения следующих эффектов: снижать поверхностное натяжение между водой и частицами кожного сала, грязи, облегчая, таким образом, удаление этих частиц с поверхности кожи головы и волос; образования пены; образования взвеси частиц грязи в пене и препятствия повторному их оседанию на волосах; стабилизации раствора; увеличению вязкости шампуней и получения точки помутнения согласно заданным параметрам.
Классифицируются ПАВ следующим образом:
- анионные ПАВ - в водном растворе распадаются с образованием отрицательно заряженных ионов дифильного строения;
- катионные ПАВ - в водном растворе распадаются с образованием положительно заряженных ионов дифильного строения;
- амфотерные ПАВ - в водном растворе, в зависимости от рН среды могут проявлять катионные (в кислой среде рН<7) или анионные свойства (в щелочной среде рН>7); они в значительной степени нейтрализуют друг друга, образуя внутреннюю соль, называемую "цвиттерионом";
- неионогенные ПАВ - в водном растворе не образуют ионов
Подавляющая часть всех современных шампуней содержит анионные ПАВ в качестве основного моющего компонента. Молекула анионактивных ПАВ содержит водорастворимую (гидрофильную) часть, заряженную отрицательно и жирорастворимую (гидрофобную), нейтральную. Жирорастворимая часть молекулы связывает и обволакивает частицы грязи и секрет сальных желез. Водорастворимая часть молекулы ориентируется в сторону от волоса, который несет отрицательный заряд, в результате чего частицы грязи, соединенные с поверхностно-активным веществом, отторгаются волосом, растворяются в воде и удаляются.
Самым частым представителем анионных ПАВ в современных шампунях являются соли алкилсульфатов, представляющих собой кислые эфиры серной кислоты, получающиеся сульфатированием жирных спиртов хлорсульфоновой кислотой или триоксидом серы. Чаще других используют оксиэтилированный натрийлаурилсульфат - натрий лаурет сульфат. Концентрация лаурилсульфата в шампунях обычно составляет 7-15% в пересчете на безводную соль.
Оксиэтилированный магний лаурилсульфат - магний лаурет сульфат используют преимущественно в детских шампунях. Он более мягкий, но дорогой. В последнее время все чаще применяют новые мягкие анионные ПАВ группы ацил пептидов, представляют собой продукты взаимодействия пептидов с жирными кислотами, например натриевая соль продукта конденсации гидролизата белка и жирных кислот кокосового масла. Такой продукт очень подходит для создания прозрачных шампуней. А, например, лауроилсаркозинат Na имеет высокую степень тропности к волосам и облегчает процесс расчесывания.
Из других сульфосоединений, применяющихся в шампунях, следует назвать эфиры сульфоянтарной кислоты и натриевые соли сульфонатов альфа-олефинов, которые очень мягко действуют на кожу и глаза и обладают хорошими моющими и пенящимися свойствами.
Катионные ПАВ гораздо реже применяются в качестве основного ПАВ, но часто используются как добавки. В водном растворе они распадаются с образованием положительно заряженных ионов, обладают слабым моющим эффектом, однако хорошо "притягиваются" к отрицательно заряженным волосам и осуществляют фиксацию биодобавки на волосах. К ним относятся соли четвертичных аммониевых соединений, катионные полимеры, кватернизованные гидролизаты белка, производные растительных полисахаридов и другие.
Группу амфотерных (амфолитических) ПАВ представляют алкиламидопропил бетаины и алкилзамещенные аминокислоты с длинной цепью, которые используются в комбинации с анионными ПАВ для получения мягкой моющей субстанции. В последнее время все чаще в рецептурах используют амфотерные имидазол производные ПАВ (кокоамфоацетат), которые в сочетании с анионными ПАВ улучшают пенообразующую способность и повышают безвредность рецептур, а в сочетании с катионными полимерами усиливают положительное воздействие силиконов и полимеров на волосы и кожу.
Неионные ПАВ используют в составе шампуней для улучшения консистенции, реологических характеристик, придания волосам шелковистости и мягкости. Чаще других применяют оксиэтилированные спирты, оксиэтилированное касторовое масло, эфиры пропиленгликоля высокомолекулярных жирных кислот. Типичным представителем оксиалкиламидов является нередко встречающийся в шампунях диэтаноламид лауриновой кислоты. Неионные ПАВ вызывают менее выраженный денатурирующий эффект, чем анионные, однако обладают большей проникающей способностью в кожу.
СоПАВ - это вспомогательные ПАВ, которые способствуют созданию оптимальных сбалансированных рецептур. Такие соПАВ как кокогликозиды, алкил-эфир-карбоксилаты и другие, позволяют получить дерматологически мягкие шампуни с устойчивой интенсивной пеной, которые можно рекомендовать не только для мытья волос, но и тела.
Криптоанионные ПАВ - сочетают свойства анионных и неионногенных ПАВ. Представитель этой группы ПАВ - алкил-эфир-карбоксилат - обеспечивает повышенную эффективность катионных кондиционирующих агентов, снижает раздражающее действие, увеличивает пенообразование.
Требования к качеству шампуней указаны в ГОСТ 31696-2012 "Изделия косметические гигиенические моющие. Общие технические условия."[1]. Шампуни должны вырабатывать в соответствии с требованиями настоящего стандарта по рецептурам, техническим требованиям и технологическим регламентам при соблюдении санитарных норм и правил, утвержденных в установленном порядке.
Для анализа были отобраны два образца шампуней №1 и №2, производителей которых не указываем во избежание рекламы или антирекламы.
Образцы шампуней были отобраны в соответствии с ГОСТ 29188.0-2014. Продукция парфюмерно-косметическая. Правила приемки, отбор проб, методы органолептических испытаний. "[2].
Анализ экологического воздействия на окружающую среду проводили по таким показателям как пенное число и устойчивость пены.
Определение пенообразующей способности косметических средств для волос.
Пенообразующую способность определяют в соответствии с ГОСТ 22567.1-77.
Готовят водный раствор с массовой долей шампуня 0,5%. Для этого навеску шампуня массой 5 г растворяют в 50–60 мл жесткой водопроводной воды с температурой 60±5°С, перемешивают до полного растворения. Полученный раствор помещают в мерный цилиндр, доводят объем раствора до 1000 мл жесткой водопроводной водой и перемешивают.
Пенообразующую способность определяют по высоте столба пены в миллилитрах, измеренной через 30 с, а устойчивость пены определяют по высоте столба пены, измеренной через 5 минут.
За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое трех испытаний, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать 10 мм.
Полученные результаты испытаний по этим показателям представлены в таблице:
Пенное число шампуней должно быть не менее 100 мл.
Качество пены – очень важная характеристика шампуня, и не только по эстетическим меркам. Образцы №1 и №2 по данному показателю соответствуют требованиям ГОСТ.
Для придания пене устойчивости вводят кокосовые жирные масла, моно- и диэтаноламиды жирных кислот, кокамидопропилбетаины, модифицированные силиконы.
Устойчивость пены по ГОСТ должна быть не менее 0,8.
По данному показателю все образцы соответствуют требованиям, регламентируемым в нормативных документах. Это говорит о том, что было введено достаточно кокосовых жирных масел и силиконов, синтетических поверхностно-активных веществ, также была соблюдена технология производства.
Таким образом, исследование пенообразующей способности и устойчивости пены в шампунях двух образцов дает информацию о том, что они соответствуют требованиям ГОСТ на производимую продукцию. Образец №1 имеет большое значение пенного числа , что свидетельствует высоком содержании ПАВ и меньшей экологичности данного продукта. Поэтому при выборе гигиенического средства для волос следует учитывать не только функциональные показатели, но и экологические факторы.
Список использованной литературы
1.ГОСТ 31696-2012. Изделия косметические гигиенические моющие. Общие технические условия. – М.: Стандартинформ, 2019. - 9с.
2.ГОСТ 29188.0-2014. Продукция парфюмерно-косметическая. Правила приемки, отбор проб, методы органолептических испытаний – М.: Стандартинформ, 2019. - 9с.