Исследование качественных показателей шампуня

Красители вводят с целью достижения гармонии с внешним видом, упаковкой, ароматом, для маскировки нежелательных оттенков шампуней, для привлечения потребителя. Красители должны быть стойкими к выцветанию, химическим превращениям, не способствовать протеканию окислительных процессов. Перламутровый или опаловый вид шампуней придают соли высших алифатических кислот: пальмитаты, стеараты магния, цинка [15].

 

 

1.4 Классификация ПАВ, их химическая структура и физико-химические свойства

 

 

Все известные ныне ПАВ можно разделить на две большие группы. К первой следует отнести ПАВ биологического происхождения, которые образуются в живых структурах и участвуют в различных функциях клетки и целого организма. Это – эндогенные, биологические ПАВ. К ним относятся липиды, фосфолипиды, жирные кислоты и их соли, многие биологически активные вещества (простагландины, стероидные гормоны, цереброзиды, кардиолипин). Эндогенные ПАВ – вещества преимущественно неионного происхождения. В их состав входят биологические ПАВ пищеварительного канала (желчь и её компоненты), кожи, слизистых оболочек, сурфактанты легкого. Вторую группу составляют синтезированные ПАВ.

ПАВ получают из продуктов перегонки нефти. Детергенты представляют собой группу химических соединений, которые обладают общими физико-химическими свойствами – способностью избирательно адсорбироваться на границах раздела фаз и снижать поверхностное натяжение жидкостей. При поступлении такого вещества в раствор его молекулы выходят на поверхность любого погруженного в этот раствор тела, и поэтому поверхностная концентрация молекул ПАВ становится на несколько порядков выше, чем концентрация вещества в объёме.

Для проявления поверхностно-активных свойств вещество должно быть полярным соединением, состоящим из гидрофильной и гидрофобной частей. Гидрофильной частью у ПАВ служат карбоксильная гр, сульфатная гр, скопления гидрофильных остатков с группами СН2 – СН2 – О – СН2 – СН2 или группы, содержащие азот. Чаще всего гидрофобная часть состоит из парафиновой цепи, бензольного или нафталинового кольца с алкильными радикалами. Наиболее распространены соединения, у которых один конец молекулы является гидрофильным, а другой гидрофобным. Гидрофильная часть способствует растворению молекул ПАВ в воде, а гидрофобная в масле. В системе жидкость – газ молекулы ПАВ ориентируются гидрофильной частью в направлении к жидкости, гидрофобной - к газу, в системе жидкость – жидкость гидрофобные части молекулы направлены в сторону менее полярной жидкости, что приводит к снижению межфазного поверхностного натяжения и образованию эмульсий. В системе жидкость – твёрдое тело гидрофобная часть молекул ориентируется преимущественно в направлении к твердому телу.

Детергенты в зависимости от структуры гидрофильной части молекул, их способности к диссоциации в водных растворах, а так же от типа ионов делятся на 4 класса: анионные, катионные, амфотерные (амфолитные), неионогенные. Анионные вещества в растворах образуют отрицательно заряженные органические частицы (анионы), катионные – положительно заряженные (катионы). Амфотерные ПАВ в кислом растворе проявляют катионные свойства, а в основном – анионные. Неионогенные вещества в воде не образуют ионов. Растворимость их обусловлена функциональными группами, имеющими сродство с водой и образованием водородной связи между молекулами и кислородными атомами, входящими в полиэтиленгликолевый радикал неионогенных ПАВ.

Наиболее распространенными анионными детергентами являются алкилсульфонаты (сульфонолы) и алкилсульфаты. Их производство составляет более половины общего количества ПАВ во всем мире.

Неионогенные детергенты занимают второе место среди всех выпускаемых промышленностью и используемых в хозяйстве ПАВ. Они не только дешевле ионных (особенно катионных), но и обладают рядом преимуществ. Так, свойства веществ этого класса можно изменять систематически в широком диапазоне, ре6гулируя длину определяющей их поведение полиоксиэтиленовой цепи. Неионогенные ПАВ – продукты взаимодействия алкилфенолов с оксидом этилена.

Катионные вещества представляют собой продукты пиридиновых соединений или четвертичные аммониевые соединения.

Амфотерные ПАВ готовят из высокомолекулярных аминов путем конденсации с оксидом этилена и последующим сульфатированием. А также получают при взаимодействии с хлоруксусной кислотой. Амфотерные детергенты содержат одновременно аминогруппу с карбоксильной сульфоэфирной или сульфонатной группой. Амфотерные ПАВ широкого применения в народном хозяйстве еще не получили.

ПАВ по внешнему виду представляют собой пасты, жидкости, порошки или твердые мылообразные продукты белого или желтоватого цвета с ароматическим запахом. Они сравнительно хорошо растворяются в воде, образуя в определённых концентрациях большое количество пены. С основным физическим свойством детергентов – их поверхностной активностью, связан ряд других свойств, важнейшим из которых является способность к пенообразованию, адсорбции на поверхностях, смачиванию, эмульгированию и солюбилизации (повышению коллоидной растворимости) других, плохо растворимых в воде веществ.

Высокая моющая способность ПАВ, в отличие от мыла, в любой (даже морской) воде объясняется тем, что молекулы этих веществ окружают гидрофобные частицы загрязнений, создавая наружный гидрофильный и отрывая частицы от поверхности. Последние переходят в состояние эмульсии или суспензии. Причем детергенты стабилизируют эти взвеси и тем самым препятствуют обратному оседанию частиц загрязнений на отмытую поверхность. Кроме того ПАВ могут образовывать соединения-включения, то есть как бы «молекула-хозяин» обертывает молекулу другого вещества, находящегося в растворе («молекулу-гостя»). С образованием таких соединений связывают те эффекты, которые обнаруживают у детергентов в отношении других веществ, например, их влияние на окисление. Считают, что при обволакивании молекулой ПАВ молекулы другого вещества микрофлора воды теряет контакт с последним, изолируясь от него. Как только детергенты распадутся. Вновь отмечается биохимический процесс распада освобожденного соединения. Это наблюдается в основном при высоких концентрациях ПАВ в воде.

Солюбилизирующее действие ПАВ зависит от их способности образовывать мицеллы, в частности, от величины так называемой критической концентрации мицеллообразования (ККМ), а также от характера солюбилизируемого вещества [4].

Сульфанол хлорный – натриевая соль алкилбензолсульфоната. Получают на основе керосина и бензола (хлорный метод) или на основе тетрамеров пропилена с последующей обработкой серной кислотой (сульфирование) и каустической содой (омыление).

В водном растворе сульфанол диссоциирует с образованием аниона, который и является носителем поверхностно-активных свойств (рН 1%-ного раствора (по ПАВ) составляет от 7 до 9):

 

ArRSO2ONa  =  ArRSO2O–  +  Na+

 

где Ar – остаток бензола фенила С6Н5 или остаток толуола бензил С6Н5СН2,а R – углеводородная цепь С9 – С12.

Молекулярная масса (Mr) сульфанола достигает 300; его состав (в %):

Натриевых солей алкилбензолсульфокислот – не менее 80;

Несульфируемых соединений – не более 3;

 Сульфатов и сульфитов  натрия  – не более 15.

Сульфанол выпускается в двух видах – жидком (содержание активного вещества не менее 45%) и  порошкообразном (100% активного вещества).

Азоляты (А, Б, А-2) – смесь натриевых солей алкилбензолсульфолькислот. Получают из кесорино-газойливых фракций нефти в виде хорошо растворимых в воде паст. Средняя молекулярная масса 300-350, активных веществ50-70%, воды 20-35%; относятся к «биологически мягким» ПАВ. Биоразлагаемость в сточных водах при исходной концентрации ПАВ 20 и 10 мг/л составляет 85 и 95% соответственно.

Кальциевые соли алкиларилсульфокислот – высокомолекулярный алкиларилсульфонат. Получают на основе продуктов конденсации флегмы каталитического крекинга и крекинг-керосина с последующим сульфонированием и нейтрализацией. Средняя молекулярная масса от 40 до 500. содержание активных веществ 14 – 15%, воды – до 80%. Существенно снижает поверхностное натяжение воды (до 37 Н/м) уже при концентрации в растворе 0,25%. Даёт высокократную пену.

Динатриевые соли сульфокарбоновых кислот – смесь высокомолекулярных кислот с числом углеродных атомов более 18. Общая формула

R ― CH ―COONa

                                                       |

                                                      SO3Na                   

Биоразлагаемость в сточных водах достигает 90-95%. Получают из дешевого недефицитного сырья по простой технологии, что делает динатриевые соли сульфокарбоновых кислот перспективными ПАВ для получения пен средней кратности.

Некаль – смесь натриевых солей моно-, ди- и триизобутилнафталинсульфокислот. В основном состоит из диалкилпроизводных

(изо-C4H9)C10H5SO3Na

Полярная группа – SO3Na. Неполярная часть – циклические и алифатические углеводородные радикалы. По внешнему виду это нерасслаивающаяся паста, в которой содержится 20-40% влаги.

Лаурилсульфат натрия (калия) – общая формула ROSO3Na, где R= С9-С15. это наиболее дешевый  пенообразователь. Обладает эмульгирующими свойствами и выраженным моющим действием. Очень сильно обезжиривает кожу. Применяют в основном в составе зубных паст в концентрации до 2% и шампуней до 10%. Лаурилсульфаты калия дают пену более высокой кратности (почти втрое) по сравнению с натриевыми солями. Практическое применение находят также продукты нейтрализации лаурилсульфата триэтаноламином.

Оксиэтилированный лаурилсульфат натрия – продукт конденсации оксида этилена и жирных спиртов С12–С14 с последующей обработкой хлорсульфоновой кислотой и нейтрализацией NaOH. Установлено, что с увеличением числа атомов углерода в молекуле спирта растворимость в щелочной среде понижается; наибольший практический интерес представляют более доступные спирты с нечетным числом атомов углерода в молекуле (С9–С15). Оксиэтилированный лаурилсульфат натрия – это вязкая прозрачная бесцветная масса с содержанием анионоактивных веществ(50%). В составе шампуней используют в количестве до 25%.

Соли алкиламинов и соли четырехзамещенного аммония – эти катионоактивные вещества получают на основе аминов разной степени замещения, четвертичных аммониевых и других азотсодержащих оснований (гидразины, гуанидин, гетероциклические соединения).

RNH2 ∙ HCl – хлористоводородная соль алкиламина, где R – углеводородный радикал от С10Н21 до С20Н41;

RR`R``R```NCl – соль четырехзамещенного аммония, где R – длинный углеводородный радикал с 12 – 18 атомами углерода, а R`R``R``` - короткие углеводородные радикалы (СН3 или С2Н5).

Амидобетаин относится к группе амфотерных ПАВ. Устойчив в присутствии солей  жёсткости, в кислых и щелочных растворах, обладает эмульгирующими, пенообразующими, бактерицидными и антистатическими свойствами, является стабилизатором пены, используется с моющих косметических препаратах в количестве до 3% [1].

 

 

 

 

 

 

1.5 Экспертиза качества косметических товаров

 

 

Экспертиза качества косметических товаров проводится по органолептическим и физико-химическим показателям в соответствии с действующими стандартами: ГОСТ 29189-91 «Крем косметический», ГОСТ 28768-90 «Изделия декоративной косметики. Порошкообразные и компактные»; ГОСТ 28767-90 «Изделия декоративной косметики на жировой основе»; ТУ 9158-019-0335018-93 «Шампуни на основе синтетических ПАВ», ТУ 217 РФ 85-89 «Лаки маникюрные» и др.

К органолептическим показателям косметических товаров относится внешний вид, однородность, цвет, запах изделий, мазок (для губных помад).

Внешний вид и цвет порошкообразных изделий и изделий, имеющих консистенцию эмульсии, геля, желе, пасты, определяют просмотром пробы, помещенной тонким ровным слоем на предметное стекло или лист белой бумаги. Однородность этих изделий – отсутствие комков, крупинок – определяют на ощупь легким растиранием пробы.

Внешний вид и цвет изделий, имеющих твердую консистенцию и упакованных в баночки и пеналы, и компактных изделий декоративной косметики определяют просмотром поверхности изделия.

Внешний вид, однородность жидких косметических товаров (жидких кремов, зубных эликсиров, лаков для ногтей и др.) определяют, просматривая невооруженным глазом флаконы (если они прозрачные) или пробирки с испытуемой жидкостью в проходящем свете электрической лампы мощностью 40 Вт.

Запах косметических товаров (за исключением шампуней) определяют органолептическим методом в пробе после определения внешнего вида. Запах шампуней оценивают с использованием 10%-ного водного раствора при температуре раствора 40–45 оС.

Мазок декоративной косметики (помады, карандаша), внешний вид, ровность, блеск, цвет пленок средств по уходу за ногтями так же определяют органолептически.

К физико-химическим показателям качества косметических товаров относятся:

• Показатели состава косметических средств (массовая доля воды, летучих веществ, общей щелочи, глицерина, массовая доля хлоридов, поверхностно-активных веществ, этилового спирта и других веществ в зависимости от вида косметики);
• Водородный показатель рН – показатель качества многих видов гигиенической и декоративной косметики (кремов, шампуней, зубных паст, лосьонов, пудр и румян на эмульсионной основе, красок для волос, средств для завивки и др.);
• Температура каплепадения – для декоративной косметики на жировой основе (губных помад), дезотарантов-карандашей и др.;
• Коллоидная стабильность и термостабильность – для средств на эмульсионной основе;
• Пенное число и устойчивость пены – для шампуней, пеномоющих средств, зубных паст;
• Условная вязкость, скорость высыхания, адгезия – для лаков для ногтей и некоторые другие физико-химические показатели [22].