POVRŠINSKI AKTIVNE MATERIJE U KOZMETOLOGIJI

SEMINARSKI RAD

POVRŠINSKI AKTIVNE MATERIJE U KOZMETOLOGIJI

 

SADRŽAJ

 

UVOD…………………………………………………………………………. 1

1. Osobine površinski aktivnih materija……………2

2.Kritična micelarna koncentracija ………………………..2

3.HLB…………………………………………………………………………..3

4. Deterdženti ……………………………………………………..5

5.Emulgatori………………………………………………………………6

ZAKLJUČAK……………………………………………………………….9

LITERATURA…………………………………………………………….10

 

 

UVOD

 

Površinski aktivne materije (PAM) su amfifilne materije, organske prirode koje imaju sposobnost da se apsorbuju na površinama ili međupovršinama menjajući površinsku ili međupovršinsku energiju.

Na tržištu postoji veliki broj PAM koji imaju različit hemijski sastav, ime i primenu u kozmetičkoj industriji. Drugi nazivi koji se koriste za PAM su tenzidi ili surfakanti.

NAJČEŠĆA PRIMENA PAM je:

1. Deterdženti
2. Emulzije

1. OSOBINE POVRŠINSKI AKTIVNIH MATERIJA

Najvažnija osobina PAM je to što su amfifilnog karaktera, što znači da imaju afinitet i za vodu i za ulje, samim tim sastoje se iz dva dela:

• Hidrofilnog (polarnog)
• Hidrofobnog (nepolarnog) dela.

Ostale osobine PAM su:

• Kritična micelarna koncentracija (KMK)
• HLB vrednost (hidrofilno-lipofilna ravnoteža).

2. KRITIČNA MICELARNA KONCENTRACIJA

Kritična micelarna koncentracija je minimalna količina PAM u rastvaraču pri kojoj se obrazuju micele različitog oblika, koji mogu biti štapićasti ili sferični.

KMK je važna karakteristika tenzida. Pre nego što se dostigne kritična micelarna koncentracija, površinska napetost se menja sa koncentracijom surfaktanta. Kada se dostigne KMK površinska napetost ostaje konstantna ili se menja sa nižim nagibom. Vrednost kritične koncentracije u rastvaraču zavisi od temperature, pritiska, i prisustva ostalih PAM u elektrolitima. Micele se mogu formirati iznad kritične temperature micele.

Ukoliko se u rastvaraču molekul koji se ugradi u PAM ne rastvara ili malo rastvara dolazi do solubilizacije. Solubilizacija je postupak pri kome se onemugaćava potpuno rastvaranje molekula u datom rastvaraču. Solubilizacija se najčešće primenjuje za rastvaranje lipofilnih supstanci u vodi (eterična ulja, vitamin A, D, E itd.)

 

3. HLB

 

HLB je skraćenica za hidrofilno-lipofilni balans, što predstavlja brojčanu vrednost između hidrofilnog i lipofilnog dela unutar svakog molekula.

Hidrofil (hydros-voda, philia-ljubav) je molekul koga privlači voda i ima težnju da se rastvara u vodi. Hidrofilnost je termodinamička pojava koja čini da se molekuli rastvaraju ne samo u vodi nego i u drugim polarnim rastvaračima.

Lipofilni deo prevedeno sa grčkog označava (lipo-mast, filic-sklonost tog dela molekula prema uljima odnosno mastima). Lipofilnost se odnosi na sposobnost hemijskog jedinjenja da se rastvara u mastima, nafti, lipidima i nepolarnim rastvaračima.

Griffin je uveo ovu vrednost kako bi omogućio lakši odabir PAM za izradu proizvoda pri čemu nam pruža podatke o rastvorljivosti PAM. Izvršio je klasifikaciju PAM tako što je odnos hidrofilnog i lipofilnog dela izrazio u brojevima od 1-20.

 

PODELA PAMA PREMA HLB VREDNOSTI

• ANTIPENEĆA SREDSTVA (0-3)

Antipeneća sredstva predstavljaju sredstva koja se u kozmetičkoj idnustriji tokom proizvodnje dodaju da bi se smanjilo stvaranje pene. Sredstva koja se u te svrhe koriste su silikoni, lanolin, masni alkoholi i sapuni.

Slika br. 1 lanolin

 

• LIPOFILNI EMULGATORI (3-6)

Lipofilni emulgatori su emulgatori tipa V/U kod kojih je unutrašnja faza voda a spoljašnja ulje u kome je PAM rastvorena.

Slika br. 2 prirodni emulgatori

 

• KVASEĆA SREDSTVA (7-9)

Kvaseća sredstva olakšavaju kvašenje čvrste faze i smanjuju površinski napon na granici čvrsto-tečne faze kod disperznih sistema tj. suspenzija.

• HIDROFILNI EMULGATORI (8-18)

Hidrofilni emulgatori grade emulzije tipa U/V, gde je ulje unutrašnja faza a voda spoljašnja faza i rastvaraju se u vodi.

• DETERDŽENTI (13-15)

Deterdženti rastvaraju čestice nečistoće u vodi pri čemu nastaje pena koja ih odnosi sa sobom.

• SOLUBILIZATORI (15-18)

Solubilizatori grade micele koji olakšavaju rastvaranje nerastvornih ili teško rastvornih supstanci. Kao solubilizatori koriste se polisorbati, polietilenglikol, ricinusovo ulje i dr. Solubilizatori u kozmetičkoj industriji ulaze u sastav kozmetičkih proizvoda kao što su paste za zube i tonici.

Slika br. 3 sredstva za ličnu higijenu

 

4. DETERDŽENTI

 

Deterdženti su sredstva za pranje na bazi sintetičkih površinski aktivnih supstanci, tj. predstavljaju smešu površinski aktivnih supstanci i pomoćnih komponenata. Široku primenu deterdženata u kozmetičkoj industriji nalazimo u sredstvima za uklanjanje nečistoća, odnosno za tuširanje i kupanje nalaze se u šamponima, sapunima, gelovima i penama. Dele se na primarne i sekundarne. Primarni ili osnovni su imaju dejstvo da peru i pene i kao takvi koriste se anjonski i amfoterni deterdženti.

Anjonski deterdženti koji se najčešće sreću u proizvodima natrijum-lauriletasulfat i natrijum-laurilsulfat i njihova najveća prednost je što dobro peru i pene.

Amorfni deterdženti ukoliko se nalaze u alkalnoj sredini su anjonskog tipa, a ukoliko se nalaze u katjonskoj sredini su katjonskog tipa. Samim tim ponašaju se u zavisnosti od ph sredine. Najslabije pene, pa se najčešće koriste u preparatima za decu i šamponima. Mogu delovati baktericidno, a najčešća upotreba je kokoamido-propilbetaina.

Najpoznatiji sekundarni deterdženti su katjonski i nejonski.

Katjonski deterdženti koji se najčešće koristi je cetrimonijum hlorid. Pored toga što dobro peru i pene izazivaju iritacije zbog čega ih ima manje u upotrebi, međutim veću upotrebu imaju u balzamima i regeneratorima za kosu jer svojom prisutnošću oblažu dlaku,

poboljšavaju kvašenje kose, smanjuju naelektrisanje, daju joj veći sjaj i bolji izgled.

Nejonski deterdženti mogu biti i solubilizatori, dobro peru, slabo pene, blagi su i neisušuju kožu i kosu. Najzastupljenija upotreba je u šamponima, jer stvaraju dobru penu, a najčešće se koriste amnioksidi.

Slika br. 4 Šamponi sa deterdžentom

 

4. EMULGATORI

 

Emulgatori su supstance koje stvaraju stabilne emulzije tako što smanjuju površinski napon i imaju različite hemijske strukture. Primena ili kombinacija emulgatora zavisi od vrste, sastojaka, uljane i vodene faze u konačnoj emulziji. Emulgatori u kozmetičkoj industriji ulaze u sastav emulzija tj. losiona i krema. Emulgatori se uvek rastvaraju u spoljašnjoj fazi emulzije i prema poreklu dele se na prirodne i sintetske.

Prirodni emulgatori se uglavnom koriste kao pomoćni, sekundarni emulgatori ili stabilizatori jer imaju slabije dejstvo. Od prirodnih emulgatora koriste se lecitin, holesterol, želatin, agar i sl.

Prema hemijskom sastavu emulgatori se dele na:

• PAM
• Polimerne emulgatore
• Hidrofilne koloide
• Nerastvorne emulgatore
• Emulgatore na bazi ugljenih hidrata
• Emulgatore na bazi estara prirodnih masnih kiselina i poliola
• Organosilikonske emulgatore
• Derivate poliakrilne kiseline
• Alkil poliglukozide
• Gemini PAM
• Tečno kristalna faza

Emulgatori koji se najčešće koriste za izradu emulzija jer imaju sposobnost da smanje međupovršinski napon između uljane i vodene faze oblažući kapi unutrašnje faze u obliku filma i samim tim delovati kao međupovršinska barijera za spajanje kapi su PAM i dele se na:

• anjonske,
• katjonske,
• nejonske
• i amfoterne

Anjonski emulgatori kod kojih je anjon odgovoran za efekat dele se na:

• Alkalne sapune- natrijum-stearat, natrijum-oleat (emulzija U/V)
• Aminske sapune- tea-stearat (U/V)
• Metalne sapuni- ne koriste se često kao emulgatori i grade emulziju V/U
• Estri sumporne kiseline- U/V, najčešće se koristi lauril sulfat
• Karbomer- U/V, može se kombinovati sa nejonskim emulgatorima
• Arapska guma- U/V, po sastavu je Ca, Mg, K, So poliarabinske kiseline

Katjonski emulgatori se retko kada koriste kao emulgatori, mada zahvaljujući katjonu mogu da grade emulziju tipa U/V. Najčešće se koriste kao dezinfekciona sredstva ili konzervansi. Najpoznatiji su benzalkonijum-hlorid, cetilpiridinijum-hlorid, itd.

Nejonski emulgatori u zavisnosti od podele mogu graditi emulzije tipa V/U i U/V. Neutralni su, osetljivi su na prisustvo elektrolita, a najstabilniji su kada je ph od 4-9 i dobro se podnose, samim tim imaju široku upotrebu. Podela:

• Masni alkoholi- V/U
• Parcijalne estre masnih kiselina i polihidroksilnih alkohola (GMS i GMO)- V/U
• Parcijalne estre masnih kiselina i sorbitana- V/U
• Parcijalne estre masnih kiselina i poliksietilovanog sorbitana- polisorbati U/V
• Poliksietilovani estri masnih kiselina- U/V
• Poliksietilovani estri masnih alkohola- U/V i V/U
• Poloksameri- U/V
• Šećerni estri- U/V ili V/U

Amfoterni emulgatori kako imaju i anjonsku i katjonsku grupu u molekulu, u različitoj sredini različito se ponašaju. U koliko su u kiseloj sredini ponašaju se kao katjonski emulgatori, a u anjonskoj kao anjonski emulgatori. Protein i lecitin kao najznačajniji emulgatori ove grupe grade emulziju tipa U/V. Želatin i žumance jajeta najčešći su proteinski emulgatori, a lecitin se najčešće dobija iz soje i žumanceta jajeta.

Mešani emulgatori najčešće grade stabilnu U/V emulziju sa visokim sadržajem vode. Dodaju se u emulzije u odgovarajućem odnosu između hidrofilnih i lipofilnih PAM. Kako bi stvarali lamelarne tečne kristale sa velikim sposobnostima bubrenja moraju se koristiti u niskim koncentracijama. U koliko je potrebno proizvesti tečnu konzistenciju mešani emulgatori koriste se u nižim koncentracijama, a za izradu polučvrstih proizvoda, tj. krema koriste se u višim koncentracijama. Drugi naziv za mešane emulgatore je emolgujući vosak. Najzastupljeniji  u praksi koji se sastoji od natrijum lauril sulfata i cetosterola naziva se cera emolsificans.

Slika br. 7 losioni i sapuni sa emulzijama

 

ZAKLJUČAK

Površinski aktivne materije imaju jednu od najznačajnijih uloga u kozmetičkoj industriji. Zahvaljujući njima imamo kompaktne proizvode za svakodnevnu upotrebu. Međutim pored svih pozitivnih stvari treba voditi rečuna o pojedinim primenama emulgatora jer preterana upotreba pogotovu sintetičkih može biti štetna.

 

Literatura

1. Hemija u kozmetologiji, Akademija za estetiku i kozmetologiju Beograd, Prof.dr Dragana Sekulović. Beograd 2013
2. https://sr.wikipedia.org/sr-ec/Tenzidi –
3. https://www.plantagea.hr/prirodna-kozmetika/hlb-vrijednost/

 

 

SEMINARSKI RAD

PREDMET: HEMIJA U KOZMETOLOGIJI

Mentor: Prof. Dr Dragana Sekulović

Student: Ivona Jovanović

Beograd, 2019.