Đề tài Ứng dụng các chất hoạt động bề mặt trong mỹ phẩm dành cho nam

TIỂU LUẬN Đề tài: ỨNG DỤNG CÁC CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT TRONG MỸ PHẨM DÀNH CHO NAM Mục lục Trang I. Các nguyên liệu cơ bản để sản xuất mỹ phẩm: ..................................................................................... 3 II. Giới thiệu về chất hoạt động bề mặt sử dụng trong mỹ phẩm: ............................................................. 4 III. Chọn lựa và sử dụng chất hoạt động bề mặt cho từng mục đích: ........................................................ 5 1. Tẩy rửa: ................................................................................................................................................ 5 2. Thấm ướt: ............................................................................................................................................. 6 3. Tạo bọt: ................................................................................................................................................. 6 4. Nhũ hóa:................................................................................................................................................ 6 5. Làm tan: ................................................................................................................................................ 6 IV. Các tính chất khác của chất hoạt động bề mặt .................................................................................... 6 V. Nhũ tương: ............................................................................................................................................ 7 1. Định nghĩa: ........................................................................................................................................... 7 2. Tính chất: .............................................................................................................................................. 7 3. Một số hướng dẫn chung để chọn chất nhũ hóa: .................................................................................. 8 a. Lựa chọn theo tính năng: .............................................................................................................. 8 b. Lựa chọn theo sản phẩm: .............................................................................................................. 9 4. Cách sản xuất nhũ mỹ phẩm ............................................................................................................... 10 5. Một số vấn đề cần quan tâm trong sản xuất nhũ mỹ phẩm ................................................................. 10 6. Tác nhân tạo nhũ: ................................................................................................................................ 11 a. Chất nhũ hóa anion: .................................................................................................................... 11 b. Chất nhũ hóa NI .......................................................................................................................... 12 7. Một số chất hoạt động bề mặt sử dụng nhiều trong phối chế dầu gội ................................................ 12 a. Các chất hoạt động bề mặt ationic ............................................................................................... 12 b. Các chất hoạt động bề mặt cationic ............................................................................................ 14 c. Các chất hoạt động bề mặt lưỡng tính ........................................................................................ 14 d. Các chất hoạt động bề mặt noionic ............................................................................................. 14 Giới thiệu thành phần có trong dầu gội dầu: ........................................................................................... 16 Sản phẩm dầu gội nước hoa X-men Sport .......................................................................................... 16 Sản phẩm dầu gội Oxy perfect shampoo ............................................................................................. 16 Giới thiệu thành phần có trong sữa tắm: ................................................................................................. 18 Sản phẩm sữa tắm X-men Boss ........................................................................................................... 18 Sản phẩm sữa tắm Oxy Deep shower .................................................................................................. 19 VI. Khảo sát tính chất các chất hoạt động bề mặt chính có trong sản phẩm dầu gội đầu cho nam: ............ 20 VII. Ảnh hưởng của CHĐBM đến con người và môi trường:..................................................................... 26 1. Ảnh hưởng của CHĐBM: ................................................................................................................... 26 2. Những chất có tiềm năng độc ............................................................................................................. 26 3. Độc tính của chất hoạt động bề mặt anionic và non-ionic .................................................................. 27 VIII Đặc trưng sản phẩm dành cho nam: ................................................................................................... 27 1. Yếu tố về da: ....................................................................................................................................... 27 2. Yếu tố mùi: .......................................................................................................................................... 28 I. Các nguyên liệu cơ bản để sản xuất mỹ phẩm: -Các dầu, mỡ, sáp. -Chất hoạt động bề mặt -Chất làm ẩm -Chất sát trùng -Chất bảo quản -Chất chống oxy hóa -Chất màu -Hương liệu -Các chất phụ gia khác. Số lượng cũng như thành phần của các nguyên liệu tùy theo công thức của từng loại sản phẩm. Mỗi loại nguyên liệu có thể có một hoặc nhiều chức năng, và có tác động tương đồng hoặc hỗ trợ cho các nguyên liệu khác. II. Giới thiệu về chất hoạt động bề mặt sử dụng trong mỹ phẩm:
Tính chất: Hiện tượng cơ bản của chất hoạt động bề mặt là hấp phụ, nó có thể dẫn đến hai hiệu ứng hoàn toàn khác nhau: -Làm giảm một hay nhiều sức căng bề mặt ở các mặt phân giới trong hệ thống. -Bền hóa một hay nhiều mặt phân giới bằng sự tạo thành các lớp bị hấp phụ. Một tác nhân hoạt động bề mặt là một vật liệu có tính chất làm thay đổi năng lượng bề mặt mà nó tiếp xúc. Sự giảm năng lượng bề mặt có thể dễ quan sát thấy trong sự tạo bọt, sự lan rộng một chất lỏng trên một chất rắn, sự phân tán các hạt rắn trong môi trường lỏng và sự tạo huyền phù,
Việc sử dụng chất hoạt động bề mặt trong mỹ phẩm: có 5 lĩnh vực chính tùy thuộc vào tính chất của chúng: -Tẩy rửa. - Làm ứơt khi cần có sự tiếp xúc tốt giữa dung dịch và đối tượng. - Tạo bọt. - Nhũ hóa trong các sản phẩm, sự tạo thành và độ bền của nhũ tương là quyết định, ví dụ trong kem da và tóc. -Làm tan khi cần đưa vào sản phẩm cấu tử không tan, ví dụ như đưa hương liệu.
Phân loại chất hoạt động bề mặt: Tất cả các chất hoạt động bề mặt thường có một đặc điểm chung về cấu trúc: phân tử có hai phần: một phần kỵ nước và một phần ưa nước. Phần kỵ nước thường là các mạch hay vòng hydrocacbon hay hỗn hợp của cả hai Phần ưa nước thường là các nhóm phân cực như các nhóm carboxylic, sulfate, sulfonate…. Có thể phân loại chất hoạt động bề mặt theo nhiều cách, nhưng có lẽ hợp lý nhất là phân loại theo tính chất ion, ta có bốn loại: -Chất hoạt động bề mặt anion. -Chất hoạt động bề mặt cation. -Chất hoạt động bề mặt không ion. -Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính. III. Chọn lựa và sử dụng chất hoạt động bề mặt cho từng mục đích: 1. Tẩy rửa: Là một quá trình phức tạp liên quan đến việc thấm ướt đối tượng ( tóc hay da). Nếu các chất cần loại là dạng rắn dính mỡ, quá trình tẩy rửa liên quan đến sự nhũ tương hóa các chất dầu được loại đi và bền hóa nhũ tương.
CHĐBM chính: + CHĐBM dịu không độc, tẩy rửa tốt, tạo bọt tốt, ít rát da: SLES, ALES, Cetyl ete sulfat, sunfosucinat Na… + CHĐBM cực dịu tẩy rửa tốt, ít tạo bọt, không làm rát: este sorbitoan polyetoxy hoá các aicd béo…
Chất đồng HĐBM: thường dùng các CHĐBM lưỡng tính có tác dụng gia tăng bọt, gia tăng độ nhờn, cải thiện độ dịu, làm giảm hiện tượng khô da như CAPB (lỏng, vàng nhạt),…
Ngoài ra còn có thể sử dụng một số CHĐBM khác. 2. Thấm ướt: Tất cả các tác nhân hdbm đều có một số tính chất làm ướt. Trong mỹ phẩm, người ta thường sử dụng các alkyl sulfat mạch ngắn ( C12), hoặc alkyl ether sulfat. 3. Tạo bọt: Thường sử dụng SLES tăng cường với các alkanolamide tạo thể tích bọt lớn và bền. 4. Nhũ hóa: Một tác nhân nhũ hóa tốt đòi hỏi phần kỵ nước hơi dài hơn tác nhân thấm ướt. Hiện nay xà phòng vẫn còn được sử dụng làm tác nhân nhũ hóa trong mỹ phẩm do dễ điều chế. Nếu một acid béo đựơc đưa vào pha dầu và kiềm được đưa vào pha nước, khi đó các nhũ tương bền dầu trong nước dễ . dàng hình thành khi trộn lẫn. Nhũ tương nước trong dầu như trong một số kem tóc thường được bền hóa bằng xà phòng chứa Kali. Các chất hoạt động bề mặt không ion cũng có giá trị trong nhũ tương. 5. Làm tan: Tất cả các chất hoạt động bề mặt trên nồng độ CMC đều có tính chất làm tan. Điều này quan trọng khi cần phải kết hợp hương liệu hữu cơ hay một chất hữu cơ không tan vào sản phẩm, ví dụ như xà phòng gội đầu. Xà phòng, alkyl ether sulfate và phần lớn là các chất hoạt động bề mặt được sử dụng cho mục đích này, tuy nhiên cần sử dụng ở nồng độ cao để quá trình làm tan tốt. IV. Các tính chất khác của chất hoạt động bề mặt Ngoài những tính chất đã nói trên, một số chất hoạt động bề mặt có những tính chất riêng biệt sau: -Tất cả các chất hoạt động bề mặt cation hấp phụ mạnh trên protein và các đối tượng khác tích điện âm, vì thế chúng được dùng để cải thiện tính chất bề mặt của các đối tượng, ví dụ làm tăng cảm giác bóng và mượt của tóc. Các hợp chất cation có khả năng diệt khuẩn và được sử dụng trong xà phòng, gội đầu đặc biệt và nước súc miệng. Sodium N-lauroyl sarcosinat có khả năng ức chế enzyme hexokinasc ( enzyme có liên quan đến quá trình thủy phân đường trong miệng) được sử dụng trong kem đánh răng. -Không nên sử dụng hỗn hợp các chất hoạt động bề mặt cation và anion do chúng có thể tạo thành các muối cation-anion không tan, ngay cả các chất hoạt động bề mặt aninon cũng có ảnh hưởng lẫn nhau. Ví dụ: bọt sinh ra bởi SLES có thể dễ dàng bị phá hủy bởi xà phòng, tính chất này được ứng dụng cho các công thức tẩy rửa tạo bọt thấp. V. Nhũ tương: 1. Định nghĩa: Nhũ tương một hệ hai pha chứa hai chất lỏng không tan lẫn vào nhau, trong đó một pha phân tán trong pha còn lại dưới dạng những hạt cầu có đường kính trong khoảng 0.2 - 50µm. Khi nói đến nhũ tương trong mỹ phẩm, người ta không hạn chế ở những hệ lỏng lỏng đơn giản mà còn những hạt phức. Tuy nhiên, đặc trưng chung của các hệ đó là phải có một pha háo nước và một pha háo dầu. Khi pha háo nước (pha phân tán: Chất nằm trong) phân tán trong pha háo dầu (pha liên lục: Chất nằm ngoài) ta có hệ nước trong dầu và ngược lại ta có hệ dầu trong nước, trong đó pha nước liên tục chứa những phần tử mang màu phân tán và pha dầu phân tán ở trạng thái bán rắn bao gồm những phần tử sáp tan trong dầu lỏng. 2. Tính chất:
Tỷ lệ thể tích pha: nhũ mỹ phẩm thì hàm lượng pha phân tán có thể trong khoảng 5 – 60%.
Bản chất vật lý của các pha: + Pha dầu: có thể ở trạng thái lỏng - rắn, có điểm nóng chảy từ 600C trở lên. + Pha háo nước: là hệ nước – keo rắn Sự chứa đựng và phân tán những hạt rắn quyết định bản chất của hệ nhũ tương
Bản chất của chất tạo nhũ: + Dạng nhũ: được xác định thông qua chất tạo nhũ, tỷ lệ pha và phương pháp điều chế.
Cách xác định dạng nhũ: • Cho một phần nhỏ nhũ vào dầu và nước . • Rắc bột thuốc nhuộm tan được trong dầu và tan được trong nước lên bề mặt nhũ • Đo độ dẫn điện bằng máy kiểm tra nhũ
Sự phân bố kích thước tiểu phân: • Đối vơí các hệ nhũ thông thường thì kích thước hạt phân tán thường không đồng nhất. • Sự phân bố kích thước thành phần đồng nhất sẽ làm cho hệ ổn định hơn. • Cách đo kích thước pha phân tán - Dùng kính hiển vi. - Đo tỷ lệ đóng cặn - Đo sự phân tán ánh sáng 3. Một số hướng dẫn chung để chọn chất nhũ hóa: a. Lựa chọn theo tính năng:  Glyceryl stearate và laureth-2,3 (2-5%)+PEG-20 stearate (2-5%) - Kem (nhũ O/W) mềm và mịn hơn. - Ổn đinh trong công thức chứa AHAs - Tạo sự kết hợp tốt cho các nhũ có pH trong khoảng 4-9  Diethylaminoethylstearate + acid (để trung hòa) - Rất hiệu quả trong nhũ O/W. - Điều chế nhũ có tính acid không cần thêm các chất nhũ hóa khác.  Glyceryl stearate (4%) + GMS(6-7%) - Tạo nhũ O/W ổn định trong môi trường pH từ thấp đến cao  Glyceryl stearate ,stearylalcol, Na laurylsulfate (khoảng 3%) - Chất nhũ hóa anionic - Dùng cho các loại kem, lotion và thuốc mỡ O/W - Đặc biệt tốt cho các công thức có chất chống ra mồ hôi, chất điện phân - pH > 5.5  Glyceryl stearate (4-6%) + PEG-20 stearate (2-4%) - Làm cho kem cứng hơn, đặc hơn, sáng và đục hơn. - Tốt cho kem có nhiều thành phần phức tạp  Glyceryl stearate SE (2-5%) - Chất nhũ hóa anionic tốt cho phế phẩm loại O/W - Chỉ tốt cho các hệ có pH cao - Dùng riêng lẻ hay kết hợp với các chất nhũ hóa O/W b. Lựa chọn theo sản phẩm:  Dạng sữa /Lotion có độ nhớt < 10.000 cps - Glyceryl stearate và laureth-2,3 (3-4%) + PEG-20 stearate (2.5-3%) - Glyceryl stearate (5-6%) + PEG-20 stearate (2.5-3%)  Dạng lotion đặc/ kem mềm có độ nhớt từ 10.000 – 35.000 cps - Glyceryl stearate và laureth-2,3 (5-6%) + PEG-20 stearate (3-4%) - Glyceryl stearate SE (5-6%) và PEG-20 stearate (3-4%) - Glyceryl stearate, stearyl alcol, Nalauryl sulfate (5-6%) + PEG-20 stearate (2-3%) - Propylenglycol stearate (3-4%) + PEG-20 stearate (2-3%)  Dạng kem cứng và đặc có độ nhớt > 50.000 cps - Glyceryl stearate và laureth-2,3 (7.5-8%) + PEG-20 stearate (3.5- 4.5%) - Glyceryl stearate và laureth-2,3 (5-6%) + cerasynt M (2.5-3.5%) 4. Cách sản xuất nhũ mỹ phẩm
Các giai đoạn sản xuất nhũ: 3 giai đoạn
Trộn lẫn các pha: - Gia nhiệt để hai pha đến khoảng 700C - Trộn: + Cho pha phân tán vào pha liên tục. + Cho pha liên tục vào pha phân tán. + Cho đồng thời cả hai.  Giai đoạn làm lạnh nhũ: - Tốc độ làm lạnh. - Cách trộn  Giai đoạn đồng nhất nhũ: 5. Một số vấn đề cần quan tâm trong sản xuất nhũ mỹ phẩm
Định hướng nhũ: - Không dùng chất nhũ hoá: + Nếu ban đầu bình khuấy chứa pha nào thì pha đó rất dể là pha liên tục trước khi cho phan thữ hai vào. + Vận tốc khuấy cao thì pha nặng có khuynh hướng là pha liên tục. + Nếu cánh khuấy đặt trong pha W thì nhũ O/W hình thành. - Có dùng chất nhũ hoá:  Loại nhũ tạo thành sẽ phụ thuộc vào chất tạo nhũ.  Lựa chọn chất tạo nhũ có ảnh hưởng đến tính chất cũng như cảm quan của nhũ.
Kiểm tra loại nhũ tương
Kiểm tra nhanh tính ổn định của sản phẩm: Phép thử nhanh dựa trên các yếu tố: nhiệt độ, ánh sáng, sự chuyển động cơ học, pH, độ ẩm,… VD: hệ kem: người ta thường dùng nhiệt độ và tác động cơ học (ly tâm, lắc).
Sự ổn định của nhũ Do năng lượng thừa trên bề mặt phân cách và để làm giảm năng lượng này thì các giọt lỏng cùng loại kết dính lại với nhau dẫn đến phá huỷ nhũ.
Một số yếu tố làm phá nhũ - Chất điện li hoá trị cao - Chất hoạt động bề mặt hoặc chất có khả năng đẩy chất nhũ hoá ra khỏi hệ. - Ly tâm, lọc, đun nóng,.… 6. Tác nhân tạo nhũ: Các loại chất nhũ hóa. Nhũ mỹ phẩn chủ yếu sử dụng chất tạo nhũ anion và NI. a. Chất nhũ hóa anion:
Xà phòng là chất nhũ hóa đầu tiên được sử dụng trong mỹ phẩm và hiện nay vẫn còn được sử dụng rộng rãi. Những xà phòng đơn chức tan trong nước dùng làm chất tạo nhũ O/W như xà phòng Na, K, NH4 và ammonium của những axit béo: Oleate, stearate và sáp ong, … thường những chất phân cực có thể hòa tan dầu như rượu béo, ester của axit béo có mạch C cao như Glyceryl mono stearate được dùng làm chất ổn định. Những xà phòng đa chức của Ca, Mg, Al tạo nhũ W/O. Những chất phân cực béo của cholesterol được dùng để tăng độ ổn định của những hệ nhũ W/O.
Ngoài ra những Alkyl sunfat là những chất nhũ hóa O/W hữu hiệu khi dùng kết hợp với những tác nhân ổn định như rượu béo. b. Chất nhũ hóa NI Chúng có thể tạo ra nhũ W/O hau O/W. Hiện nay người ta đã tổng hợp được nhiều chất nhũ hóa NI. Đặc biệt là những ester của axit béo và polyalcol (Từ propylene glycol đến sorbitol), những dẫn xuất của polyoxyetylen. Những thành phần béo của những hợp chất này thường có nguồn gốc từ sáp hoặc chất béo thiên nhiên. 7. Một số chất hoạt động bề mặt sử dụng nhiều trong phối chế dầu gội a. Các chất hoạt động bề mặt ationic
Các loại xà phòng vô cơ (Na, K) và hữu cơ (alkanolamid)  Ưu điểm: • Ít nguy hiểm đối với mắt • Không lấy đi quá nhiều chất dầu mỡ • Làm tóc mềm mại và dẽ dàng chải • Rẻ tiền  Nhược điểm • Tạo pH kiềm, gây ăn da • Bị ảnh hưởng khi dùng nước cứng (tạo kết tủa làm tóc mất bóng, giảm khả năng gội sạch và làm giảm bọt
Các chất sulfonat LAS (linear Alkylbenzen Sulfonat)  Ưu điểm: • Khả năng lấy chất dầu cao (3-4% đối với dầu gội cho tóc dầu) • Không thủy phân trong kiềm • Rẻ tiền Alpha olefin sulfonat Ưu điểm:  Ổn định tốt với pH thấp  Có thể sử dụng nước cứng  Khả năng tạo bọt cao khi có chất nhờn  Độ đục thấp  Hòa tan tốt, ít màu sắc, ít mùi  Tác động lên da ở mức vừa phải Sulfosuccinat Ưu điểm:  Có đặc tính tẩy rửa tốt  Có khả năng tạo bọt tốt  Tác động nhẹ lên da mà không làm cay mắt Nhược điểm: Nhóm ester của chúng dễ bị thủy phân do đó nên sử dụng trong vùng pH 6-8 (Tốt nhất là 6.5) Sulfo alkyl amid của acid béo  Chất thường dùng: N-ayltaurit và N-metyl taurit  Phân tán tốt các xà phòng canxi, chống kết tủa Acyl isothionat  Các đặc tính tương đương với sulfosuccinat  Ít hòa tan trong nước lạnh: Thường được ưu tiên sử dụng trong các dầu gội đục
Các chất sulfat Alkylsulfat PAS (Dây dài): LS Na, natri laurylsulfat: C12H25OSO3Na - Tẩy rửa tốt - Nhũ tương hóa và làm hòa tan tốt Alkyl ete sulfat: LES, R: C12-C14 : R-O-(CH2-CH2-O)nSO32-, n từ 2-3 - Độ hòa tan giảm trong nước lạnh (OE chủ yếu) Khả năng tạo bọt tốt Sulfat diglycolamid: Ổn định tốt trong dung dịch nước
Các carboxylat N-acyl aminoacid Ví dụ: Acylsarcosinat - Khả năng tạo bọt tốt - Có đặc tính tẩy rửa tốt - Hòa tan trong nước cứng dễ dàng hơn xà phòng - Không hại da và tóc - Tạo cho tóc và da cảm giác mềm mại và mượt Polyoxyetylen carboxylat - Có đặc tính tẩy rửa tốt - Khả năng phân tán các xà phòng canxi tốt - Dễ xả - Hòa tan ở pH thấp - Ít tạo bọt hơn LES - Có đặc tính của N-acyl aminoacid - Khi n cao, chúng tương hợp tốt với các cationic b. Các chất hoạt động bề mặt cationic - Tác dụng làm mềm tóc sau khi gội - Hoạt động như các chất ngưng kết (khả năng tẩy giặt yếu) - Gây cay ngứa (trừ các amin este có dây dài và các chất có nhiều nhóm OH gây cay, ngứa) c. Các chất hoạt động bề mặt lưỡng tính - Chất thường dùng alkylamidobetain - Khả năng tác động trực tiếp mạnh (thường được dùng trong các dầu gội đầu tóc bạc và tóc nhuộm) - Các chất lưỡng tính ít độc và ít làm rát da hơn các chất cationic đồng đẳng của chúng - Thường kế hợp với các chất hoạt động bề mặt khác (chất anionic và NI) để làm dầu gội đầ dịu nhẹ (dầu dành cho trẻ sơ sinh) d. Các chất hoạt động bề mặt noionic
Chất alkanolamid - Monoethanolamid gia tăng hiệu năng tạo bọt và làm ổn định các công thức dựa trên alkylsulfat. - Diethanolamid (stearylethanolamid) CDEA dietanolamid cuả dầu dừa được dùng như chất làm đặc và tạo óng ánh, oleylethanolamid cũng để dùng là