Анионные поверхностно-актив- ные вещества. The chemistry of beauty. Химия красоты

Как правило, ПАВ - органические соединения, имеющие амфифильное строение , то есть их молекулы имеют в своём составе полярную часть, гидрофильный компонент(функциональные группы -ОН, -СООН, -SOOOH, -O- и т. п., или, чаще, их соли -ОNa, -СООNa, -SOOONa и т. п.) и неполярную (углеводородную) часть, гидрофобный компонент. Примером ПАВ могут служить обычное мыло (смесь натриевых солей жирных карбоновых кислот - олеата , стеарата натрия и т. п.) и СМС (синтетические моющие средства), а также спирты , карбоновые кислоты , амины и т. п.

Классификация ПАВ

Анионактивные ПАВ
- содержат в молекуле одну или несколько полярных групп и диссоциируют в водном растворе с образованием длинноцепочечных анионов, определяющих их поверхностную активность. Это группы: COOH(M), OSO 2 OH(M), SO 3 H(M), где M-металл (одно-, двух- или трехвалентный). Гидрофобная часть молекулы обычно представлена предельными или непредельными алифатическими цепями или алкилароматическими радикалами.

В анионактивных ПАВ катион м.б. не только металлом, но и органическим основанием. Часто это ди- или триэтаноламин. Поверхностная активность начинает проявляться при длине углеводородной гидрофобной цепи C 8 и с увеличением длины цепи увеличивается вплоть до полной потери растворимости ПАВ в воде. В зависимости от структуры промежуточных функциональных групп и гидрофильности полярной части молекулы длина углеводородной части может доходить до C 18 .

Катионактивные ПАВ
- диссоциируют в водном растворе с образованием поверхностно-активного катиона с длинной гидрофобной цепью и аниона (обычно галогенида, иногда аниона серной или фосфорной кислоты).

Среди катионактивных ПАВ преобладают азотсодержащие соединения; также используются вещества, не содержащие азот: соединения сульфония +X-и сульфоксония +Х-, фосфония +X-, арсония +Х-, иодония.

Катионактивные ПАВ меньше снижают поверхностное натяжение, чем анионактивные, но они химически взаимодействуют с поверхностью адсорбента, напр. с клеточными белками бактерий, обусловливая бактерицидное действие.

Амфолитные ПАВ
– в зависимости от величины рН они проявляют свойства катионактивных или анионактивных ПАВ.

Содержат в молекуле гидрофильный радикал и гидрофобную часть, способную быть акцептором или донором протона в зависимости от рН раствора. Обычно эти ПАВ включают одну или несколько основных и кислотных групп, могут содержать также и неионогенную полигликолевую группу. При некоторых значениях рН, наз. изоэлектрической точкой, ПАВ существуют в виде цвиттер-ионов. Константы ионизации кислотных и основных групп истинно растворимых амфотерных ПАВ весьма низки, однако чаще всего встречаются катионно-ориентированные и анионно-ориентированные цвиттер-ионы. В качестве катионной группы обычно служит первичная, вторичная или третичная аммониевая группа, остаток пиридина или имидазолина. Вместо N м.б. атомы S, P, As и т. п. Анионными группами являются карбоксильные, сульфонатные, сульфоэфирные или фосфатные группы.

Неионогенные ПА
– высокомолекулярные соединения, не образующие ионов в водном растворе.

Их растворимость обусловлена наличием в молекулах гидрофильных эфирных и гидроксильных групп, чаще всего полиэтиленгликолевой цепи. При растворении образуются гидраты вследствие образования водородной связи между кислородными атомами полиэтиленгликолевого остатка и молекулами воды. Вследствие разрыва водородной связи при повышении температуры растворимость неионогенных ПАВ уменьшается, поэтому для них точка помутнения - верх. температурный предел мицеллообразования- является важным показателем. Mногие соединения., содержащие подвижной атом H (кислоты, спирты, фенолы, амины), реагируя с этиленоксидом, образуют неионогенные ПАВ RO (C2H4O)nH. Полярность одной оксиэтиленовой группы значительно меньше полярности любой кислотной группы в анионактивных ПАВ. Поэтому для придания молекуле требуемой гидрофильности и значения ГЛБ в зависимости от гидрофобного радикала требуется от 7 до 50 оксиэтиленовых групп. Характерная особенность неионогенных ПАВ - жидкое состояние и малое пенообразование в водных растворах.

Неионогенные ПАВ хорошо комбинируются с другими ПАВ и часто включаются в рецептуры

Благодаря моющим, смачивающим, эмульгирующим, диспергирующим и другим ценным свойствам ПАВ находят широкое применение в производстве моющих и чистящих средств, косметических и фармацевтических препаратов. латексов, каучука. полимеров, химических средств защиты растений, текстиля, кожи и бумаги, строительных материалах, ингибиторов коррозии, при добыче, транспортировке и переработке нефти и др. Большая часть ПАВ применяется для производства синтетических моющих средств (СМС).

Применение поверхностно-активных веществ (ПАВ)

ПАВ находят широкое применение в промышленности, в сельском хозяйстве, медицине и быту. Мировое производство ПАВ растет с каждым годом, причем в общем выпуске продукции постоянно возрастает доля неионогенных веществ. Широко используют все виды ПАВ при получении и применении синтетических полимеров. Важнейшая область потребления мицеллообразующих ПАВ - производство полимеров методом эмульсионной полимеризации. От типа и концентрации выбранных ПАВ (эмульгаторов) во многом зависят технологические и физико-химические свойства получаемых латексов. ПАВ используют также при суспензионной полимеризации. Обычно применяют высокомолекулярные ПАВ - водорастворимые полимеры (воливиниловый спирт, производные целлюлозы, растительные клеи и т.п.). Смешиванием лаков или жидких масляносмоляных композиций с водой в присутствии эмульгаторов получают эмульсии, применяемые при изготовлении пластмасс, кожзаменителей, нетканых материалов, импрегированных тканей, водоразбавляемых красок и т.д. Высокомолекулярные водорастворимые ПАВ, помимо использования в указанных выше технологич. процессах, применяют как флокулянты в различных видах водоочистки. С их помощью из сточных вод, а также из питьевой воды удаляют загрязнения, находящиеся во взвешенном состоянии .

1) www.wikipedia.org

3) www.hydrodynamictechnology.com

ПАВ делятся на 4 типа: анионные, катионные, неионогенные и амфотерные.

В настоящее время применяются анионные ПАВ нового поколения, например, очень мягкий лауроилсаркозинат натрия (Sodium Lauroyl Sarcosinate / Crodasinic LS30 ) .

2. Катионные ПАВ (амины и их соли) используются совместно с анионными ПАВ, нейтрализуя их агрессивное действие. Катионные ПАВ вводятся в шампунь в качестве кондиционирующего средства.
Другим достоинством является бактерицидность.
Laurdimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Collagen, Laurdimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Wheat Protein

3. Неионогенные ПАВ
Основным достоинством является благоприятное действие на кожу и 100% биоразлагаемость. Характерная особенность неионогенных ПАВ - малое пенообразование в водных растворах, поэтому в состав с неионогенными добавляют анионные ПАВ..
Глицерил лаурат (Glyceryl Laurate) , оксиэтилированные спирты .

4. Амфотерные ПАВ Основным достоинством является мягкое воздействие на кожу - их частицы меняют заряд в зависимости от среды, в которую попадают. Обладают моющей, бактерицидной и пеностабилизирующей активностью.
Из группы амфотерных ПАВ наиболее часто используют производные бетаина. например, кокаминопропил бетаин (cocoaminopropyl betaine ) и имидазолина (sodium cocoamphoacetate ) . В сочетании с анионными ПАВ они улучшают пенообразующую способность и повышают безвредность рецептур, а при соединении с катионными полимерами усиливают положительное воздействие силиконов и полимеров на волосы и кожу. Эти производные получают из природного сырья (например, кокаминопропил бетаин - производная кокосового масла), поэтому они являются достаточно дорогостоящими компонентами.
циклимид, амидобетаин, алкилдиметилкарбоксибетаин

И дорожных покрытий для камня, бетона, кирпича, древесины. С доставкой по всей России!

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) — химические соединения, которые, концентрируясь на поверхности раздела фаз, вызывают снижение поверхностного натяжения.

Первым и самым популярным ПАВ, которому уже многие тысячи лет, является мыло. И ежегодно, несмотря на конкуренцию новых моющих и чистящих средств, сперва на основе алкилбензолсульфоната, а теперь и других, в мире потребляется более 9 млн. т. мыла. Именно мыло остается наиболее распространенным в мире ПАВ.

Благодаря моющим, смачивающим, эмульгирующим, диспергирующим и другим ценным свойствам ПАВ находят широкое применение в производстве моющих и чистящих средств, косметических и фармацевтических препаратов. А также для производства латекса, каучука, полимеров, в добыче, транспортировке и переработке нефти и др.

Пав- ы - это химические чистящие, моющие, а также средства защиты растений, текстиля, кожи и бумаги, строительных материалов, ингибиторов коррозии. Большая часть ПАВ (порядка 60 %) приходится на производство моющих средств (СМС - синтетические моющие средства).

Основным сырьем для производства ПАВ служат продукты нефтепереработки и нефтехимического синтеза: низкомолекулярные и высшие парафины, олефины, синтетические жирные кислоты, высшие жирные спирты, алкилпроизводные бензола и фенола и др.

Синтетические поверхностно-активные вещества (ПАВ) делятся на 4 класса:

• анионные ПАВ - соединения, которые в водных растворах диссоциируют с образованием анионов, обусловливающих поверхностную активность. Среди них наибольшее значение имеют алкилбензосульфонат, сульфаты и сульфоэфиры жирных кислот;

• катионные ПАВ - соединения, которые в водном растворе диссоциируют с образованием катионов, определяющих поверхностную активность. Среди катионных ПАВ наибольшее значение имеют четвертичные аммониевые соединения, имидазалины, жирные амины.

• амфотерные (амфолитные) ПАВ - соединения, которые в водных растворах в зависимости от значения рН среды по разному ионизируются и действуют - в кислом растворе проявляют свойства катионных ПАВ, а в щелочном растворе - анионных ПАВ. Основные амфотерные ПАВ это алкилбетаины, алкиламинокарбоновые кислоты, производные алкил имидазолинов, алкиламиноалкансульфонаты.
• неионогенные ПАВ - соединения, которые в полном соответствии названию, растворяются в воде не ионизируясь. Растворимость неионогенных ПАВ в воде обуславливается присутствием функциональных групп. Как правило, в водном растворе они образуют нитраты, вследствие возникновения водородных связей между молекулами воды и атомами кислорода полиэтиленгликолевой части молекулы ПАВ. К неионогенным ПАВ относятся: полигликолевые эфиры жирных спиртов и кислот, полигликолевые эфиры амидов жирных кислот, ацилированные или алкилированные полигликолевые эфиры алкиламидов.

Синтетические моющие средства

Косметика

В качестве основных ПАВ использу-ются анионные вещества (алкилсульфаты и алкилэфирсульфаты), которые обес-печивают достаточный моющий эффект и пенообразование при щадящем дей-ствии на кожу и волосы.

Алкилоламиды, гликолевые эфиры жирных спиртов используются в каче-стве солюбилизаторов для введения от-душек и других гидрофобных компонен-тов (масел, биологически активных ве-ществ).

Катионные, неионные ПАВ, бета-ины используются как кондициониру-ющие агенты, снимающие заряды ста-тического электричества и облегчающие расчесывание сухих и влажных волос.

Наиболее действенными антистатиками являются катионные ПАВ — четвертичные аммониевые соединения, хотя существуют проблемы несовместимос-ти с анионными ПАВ. Однако, в смеси с неионными и амфотерными вещества-ми удается достигнуть желаемого эф-фекта и сохранить стабильность гото-вого продукта.

Давайте разберёмся в ПАВах!
ПАВ (поверхностно-активное вещества), тензоактивное вещество, сурфактант – это названия группы косметических ингредиентов, которые в большом количестве входят в состав шампуней, очищающих средств, тоников, зубных паст, средств интимной гигиены и т.д. Что это за ингредиенты, чем они могут быть опасны, как найти безопасные средства? Давайте разберемся.

Если загрязненную кожу или волосы очищать только с помощью воды, то таким образом можно удалить лишь водорастворимые вещества. Основная же часть загрязнений (пот, жир, пыль и пр.) в воде не растворяется, более того, жироподобные вещества «сцепляются» с липидами кожи. Поэтому очищающие косметические средства включают в себя опасные ингредиенты называемые ПАВами, которые снижают поверхностное натяжение, то есть, связываются с комплексом жир+грязь+водорастворимые загрязнения и облегчают их удаление с кожи.

С химической точки зрения молекулы сурфактантов представляют собой полярные молекулы, с одним полярным гидрофильным концом и другим аполярным гидрофобным (липофильным). В зависимости от полярности ПАВы могут быть анионными, катионными, амфотерными (ионные ПАВы) или неионными .
В силу своих химических свойств в косметике используются в основном ионные сурфактанты, в частности анионные (именно они обладают высокими очищающими свойствами). Амфотерные же добавляются в качестве вспомогательных, так как их очищающая способность намного ниже. Однако, многие амфотерные ПАВы обладают способностью снижать агрессивность анионных сурфактантов, снимать статическое напряжение, имеют кондиционирующий эффект. Но давайте по порядку…

Анионные ПАВ

Аммоний лаурил сульфат (Ammonium Lauryl Sulfate)
Аммоний лаурет сульфат (Ammonium Laureth Sulfate)
Натрий лаурил сульфат (Sodium Lauryl Sulfate)
Натрий лаурет сульфат (Sodium Laureth Sulfate)

Это самые опасные из ингредиентов по уходу за кожей и волосами. Но они — самые дешевые и высокопенящееся средства, их даже применяют для обезжиривания двигателей автомобилей и мытья полов в гаражах. Но тем не менее встречаются в большинстве косметических средств, если обратите внимание на этикетки.

В чём опасность анионных ПАВ?

В чём же заключается опасность этих конкретных ПАВ, входящих в состав косметических средств? Именно в том, для чего их вводят в состав формулы! Они слишком обезжиривают кожу, тоесть приводят к разрушению гидролипидной пленки, повреждению собственных липидов кожи и проникновению ПАВов в более глубокие слои (например, SLS , SLES). Нарушаются pH и баланс микрофлоры, механизмы физиологичного салообразования, таким образом кожа высушивается и быстрее стареет.
К тому же, молекулы анионных ПАВ проникают в глубокие слои и накапливается в мозге, печени, сердце, жировых отложениях (особенно много) и продолжают разрушение организма длительное время, либо вмешивается в обменные реакции организма. Эти ПАВы также влияют на репродуктивную функцию у мужчин, аналогично радиоактивному излучению.
По словам исследователей, глазные ткани имеют способность накапливать SLS, который потом остается в глазах примерно в течение 5 дней. Надо сказать, что особенно сильно SLS накапливается в глазных тканях детей и людей молодого возраста. Также было выяснено, что SLS изменяет структуру белков глазных тканей, что в дальнейшем приводит к более долгому заживанию глазных ран.
Плюс проблема усугубляется тем, что наши очистные сооружения плохо справляются с удалением ПАВов. Поэтому вредные ПАВы возвращаются через водопровод к нам почти в той же концентрации, в которой мы их выливаем в сток. Исключение составляют только средства с биоразлагаемыми ПАВами .

Катионные ПАВ

Катионные поверхностно-активные вещества (с положительно заряженной головкой) — более слабые, как моющие вещества, чем анионные, и плохо вспениваются. Однако катионные ПАВ хорошо проявляют себя как кондиционирующие вещества для волос, придавая мягкость и послушность волосам. Они могут снимать отрицательный заряд с волос, чем обеспечивают антистатический эффект. Катионные ПАВ «утяжеляют» волос, делая его более послушным, облегчая расчесывание и укладку.
Так как катионные ПАВ имеют заряд противоположный анионным ПАВ, то ранее они не смешивались. Сейчас есть возможность компановать их в одном флаконе, благодаря этому катионные ПАВ смягчают агрессивное действие шампуней, а в применении в качестве кондиционера могут нейтрализовать агрессивный эффект.
Катионные поверхностно-активные вещества наиболее часто встречаются в кондиционерах и масках для волос, так же шампунях для окрашенных волос и шампунях 2-в-1. Так же их можно встретить в детских шампунях «без слез», так как они не вызывают раздражения глаз.

Неионогенные ПАВ

Смешиваясь с водой, не образуют ионов. Моющий эффект обеспечивается за счет хвоста молекулы, который умеет соединяться с водой. В косметике применяются моно - и диэтаноламиды. Обладают высоким моющим действием. В отличие от SLS образуют очень мало пены. Например глицерил лаурат (GlycerylLaurate). к тому же — 100% биоразлагаемость.

Амфотерные ПАВ

Получили такое название благодаря своей способности менять заряд частиц (образовывать то анионы, то катионы) в зависимости от pH среды, в которую попали амфотерные ПАВ. Самые безопасные из поверхностно активных веществ. Пена этих поверхностно-активных веществ умеренная и придает управляемость волосам. Кроме этого группа амфотерных ПАВ минимально раздражает кожу головы и способна снимать уже имеющееся раздражение. Амфотерные ПАВ в сочетании с анионными улучшают пенообразующую способность и повышают безвредность рецептур, а при соединении с катионными полимерами усиливают положительное воздействие кондиционирующих добавок, таких как силиконы и полимеры, на волосы и кожу. Анионные ПАВ получают из натурального сырья, поэтому это достаточно дорогие компоненты.
В составах моющих средств чаще встречаются такие представители амфотерных ПАВ, как бетаины.
Первыми на рынке появились кокамидопропилбетаин и лаурилсульфобетаин, а позже – более эффективные кокоамфоацетат и кокоамфодиацетат, амидобетаин. Сырьем для получения таких амфотерных ПАВ служат жирные кислоты кокосового, подсолнечного, соевого и рапсового масел.
Амфотерные ПАВ можно встретить в шампунях для детей (не раздражают глаза), специальных шампунях для поврежденных и тонких волос, шампунях 2-в-1, красках для волос, окислителях, а так же масках и кондиционерах.

Классификация некоторых ПАВов в органической косметике

К наиболее безопасным ПАВ, содержащимся в «натуральной» (органической) косметике, относятся:
Decyl Glucoside – неионный ПАВ растительного происхождения, загуститель. Используется в качестве добавки или совместного ПАВ в косметических моющих средствах.
Lauryl Glucoside – ПАВ, пенообразовательный элемент моющих средств. Получают в процессе ректификации жиров. Мягкое ПАВ для средств интимной гигиены и детских шампуней, гелей, пены для ванны. Повышает вязкость. Синтезируется из натурального сырья, такого как кокосовое масло и глюкоза.
Sodium Palmate – пальмат натрия. Получение при щелочном гидролизе пальмового масла.
Cocamidopropyl Hydroxysultaine – жирная кислота из кокосового масла.
Sodium Cocoamphoacetate – амфотерное ПАВ, сурфактант, усиливающий пенообразование, оказывает мягкое очищающее действие. Водный раствор амфотерного ПАВ, полученного на основе жирных кислот кокосового масла.
Decyl Polyglucose ПАВ – натуральное из кукурузного крахмала, пшеничного зерна и кокоса
Zea Mays (CORN) – кукурузные рыльца
Disodium Coco —Glucoside Citrate
Vegetable Decyl Glucoside – натуральная очищающая комбинация (ПАВ) жирных кислот кокосового масла и сахаров (или углеводов) сахарного тростника.
Olivoyl Hydrolyzed Wheat Protein – ПАВ, полученный из оливкового масла и пшеницы.

К условно безопасным ПАВ (в ходе исследований выявлено, что вещество в высокой концентрации может оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье животных (печень; репродуктивная функция; ЦНС; раздражение кожных покровов, слизистой)), содержащимся в «натуральной» (органической) косметике, относятся:
Cocos Nucifera (COCONUT) oil – масло кокоса
Palmitic Acid – пальмитиновая кислота
Sodium Stearate – натриевая соль жирной кислоты
Disodium Cocoamphodiacetate – амфотерный щадящий ПАВ на основе кокосового масла.

Небезопасные ПАВ (в высокой концентрации канцерогенные, токсичные, раздражающие кожу и слизистую). Имеют ограничения в использовании.
Cetrimonium Etrimonium Chloride – четвертная соль аммония, используемая как антисептик и консервант.
Lauramide DEA – полусинтетический химикат, используемый для образования пены и сгущения различных косметических препаратов. Может высушивать волосы и кожу, вызывает зуд, а также аллергические реакции.
PEG-150 Distearate – полимер, получаемый из этиленоксида и жирных кислот.