ПАВ (поверхностно-активные вещества) в косметике: виды, примеры, сферы применения

Многие считают, что ПАВ или Поверхностно Активные Вещества изобретены в наши дни, но это не так. Обычное мыло - древнейшее ПАВ, служащее человеку гигиеническим средством вот уже более четырех тысячелетий. 

Для чего нужны ПАВ? Когда вода попадает на кожу, то растечься ей нелегко, поскольку наш эпидермис покрыт защитной жировой пленкой, а вода и жир в природе не смешиваются. ПАВ помогают им смешаться. Молекула ПАВ имеет специфическую форму: голова тянется к воде, а хвост к маслу. Т.е. головы его молекул ПАВ «окунаются» в воду и держат ее, а хвосты «цепляют» и удерживают масло. Таким образом, поверхностное натяжение двух фаз слабеет, и продукт, например шампунь, легко растекаясь по коже и волосам, смачивает их, пенится и смывает жир и грязь. 

По источникам происхождения ПАВ могут быть: 

• натуральными; 
• минеральными;
• синтетическими. 

ПАВ мы встречаем повсеместно — это эмульгаторы, стабилизаторы, загустители, компоненты для образования пены и т.д. Их содержание в составе моющих средств достигает десятков процентов. Они используются также при изготовлении кремов (эмульгаторы, стабилизаторы, загустители от 1 до 50% и более), зубных паст (пенообразователи от 1 до 3%), тоников, лосьонов (агенты для смачивания от 1 до 10% ) и других косметических продуктов.

Благодаря строению молекулы, активные вещества, входящие в состав моющих туалетных продуктов вклиниваются «как родные» в верхний липидный слой кожи. Под их воздействием роговые клетки набухают, кожный жир вместе с разнородным загрязнением разрыхляется, разрушается и смывается. Происходит обезжиривание и очищение.

Проблема использования ПАВ в том, что они не отличают полезные липиды, которые составляют защитную пленку эпидермиса, от «вредных», загрязняющих. Это может нанести вред коже и волосам. 

Молекулы агрессивных ПАВ, вклинившись в межклеточные промежутки защитной липидной пленки, разрыхляют ее клетки и, наряду с загрязнением, разрушают их. Возникает покраснение и зуд, из-за нарушения целостности пленки кожа обезвоживается. Нарушается водный баланс кожного покрова. Степень ущерба зависит от концентрации, а также от типа и заряда ПАВ.

Все ПАВ можно разделить на две большие группы – неионогенные и ионогенные.

Ионогенные вещества в растворах воды диссоциируют в ионы. По зарядам ионов их можно разделить на: анионные, катионные и амфотерные.

Анионные ПАВ

В водных растворах анионных (щелочных) ПАВ активность обуславливают анионы - ионы с отрицательным зарядом. Анионные ПАВ являются основными при массовом производстве шампуней и других моющих средств. 50% мирового производства ПАВ – анионные. У них низкая себестоимость, хорошее пенообразование и обезжиривающие свойства. Но очень многие анионные ПАВ считаются агрессивными и сушащими агентами. К ним относятся лаурил сульфат натрия (SLS) и лаурет сульфат натрия (SLES).

Но есть и хорошие новости! Последние поколения анионных ПАВ лишены этих недостатков. Они чудесно моют, образуют пену даже в жесткой воде, при этом оказывая щадящее действие на волосы и кожу.

Например: ПАВ SCI 

INCI: Sodium Cocoyl Isethionate

Изетионат кокоил натрия ПАВ натурального растительного происхождения. Создано на основе жирных кислот кокосового масла и изетионовой кислоты, в порошкообразной форме.

SCI используется для смягчения действия других, более агрессивных ПАВ. А также для очищения и увлажнения волос и кожи, являясь при этом солюбилизатором масел. Он смешивает масло и воду, не создавая эмульсии, но может способствовать образованию обильной пены даже в воде повышенной жесткости.

Что касается безопасности, то CIR (Cosmetic Ingredient Review) одобрил применение изетионат кокоил натрия в концентрации до 50% для смываемой продукции и 17%  - для не смываемой. В целом он считается мягким, но правда в том, что абсолютно все ПАВ могут стать агрессивными при высоких концентрациях, превышающих рекомендованные. В частности, если SCI в изделии превышает дозволенную концентрацию, то при попадании в глаза он вызывает раздражение слизистой оболочки. В этом случае глаза нужно промыть проточной водой. В целях безопасности эксперты не рекомендуют превышать рекомендованные концентрации ПАВ.

Катионные ПАВ

Катионные (кислотные) — это такие соединения, в водных растворах которых поверхностную активность определяют катионы (ионы с положительным зарядом). Поскольку волосяной покров человека имеет отрицательный заряд, а катион положительный, то катионы накрепко притягиваются к волосу и стремятся встроиться в липидный слой волос. Волос становится гладким, мягким и послушным.

Поэтому катионные ПАВ чаще всего используют в кондиционерах для волос и других смываемых средствах. Дерматологи рекомендуют очень тщательно и обильно вымывать катионные косметические продукты и не допускать их длительного пребывание на коже. Также катионные ПАВ выступают антистатиками и бактерицидными агентами.

Например:  Эмульгатор для кондиционера BTMS (БТМС)

INCI: Behentrimonium Methosulfate, Cetearyl Alcohol.

ПАВ полученное из цетеарилового спирта плюс натуральное сырье (рапсовое масло).  После обработки состав ПАВ: самоэмульгирующийся воск – цетиловый спирт (75%) и метосульфат бефентиомония (25%). Нерастворим, но в масле и воде диспергируется. ГЛБ - 15, создает эмульсии типа «масло в воде», в 2% -ном растворе pH: 5-7.

BTMS создает стабильные густые кремы, способен эмульгировать до 50% масляной фазы. В средствах по уходу за волосами (кондиционеры, бальзамы для волос) положительно заряженные BTMS притягиваются к отрицательно заряженным волосам (или нейтральной коже) и прочно закрепляются на поверхности, сопротивляясь смыванию, что продлевает гидратацию и кондиционирование. Отлично подходит для лечебных бальзамов для волос (не для кожи головы!) и водостойких лосьонов. Повышает также статическое регулирование.

Амфотерные ПАВ

Амфотерные (нейтральные) — это вещества, поверхностная активность которых  зависит от pH водной среды. Некоторые из них нечувствительны к рН, тогда как другие являются катионными при низком рН (в кислом растворе рН меньше 7) и анионными при высоком рН (в щелочном рН больше 7). В нейтральной среде они сохраняют амфотерную активность.

Эти ПАВ относятся к неосновным ингредиентам. Амфотерные поверхностно-активные вещества обычно довольно дороги, и поэтому их использование ограничено целевым применением, например, в косметике, в шампунях, где их свойства имеют первостепенное значение.

Амфотерные ПАВ обладают высокой биологической совместимостью с кожей и волосами при этом низкой токсичностью. Они регулируют уровень пенообразования, вязкости и обезжиривания, стабилизируют рецептуры.

ПАВ на основе оливкового масла

INCI: Sodium Olivamphoacetate (натриевый оливковый амфоацетат).

Происхождение растительное, натуральное. После химической обработки оливкового масла, получают натриевый амфоацетат его жирных кислот с улучшенными свойствами.

Имеет высокий уровень пенности в широком диапазоне pH от 3 до 12. Моющее, повышающее уровень вязкости раствора, смягчающее и увлажняющее кожу и волосы. Является солюбилизатором, биоразлагаем.

Кокамидпропилбетаин 45%

INCI: Cocamidopropyl Betaine.

Получают из натурального растительного кокосового масла в результате сложного двухэтапного процесса. Сначала происходит реакция между жирными кислотами масла кокоса, в результате этого образуется амид. Впоследствии при взаимодействии с хлорно-уксусной кислотой он превращается в Cocamidopropyl Betaine, который в зависимости от pH среды может реагировать как кислота или как щелочь.

Основное свойство – моющее. Хорошо сгущает, пенится, кондиционирует, проявляя антистатическое действие. Отлично комбинируясь с другими ПАВ, используется практически во всех видах косметической и гигиенической продукции, даже в зубных пастах.

Безопасность. В литературе изредка встречаются данные об индивидуальной непереносимости. Эксперты рекомендуют не превышать рекомендованной концентрации и делать аллергенные пробы перед применением кокамидпропилбетаина.

Неионогенные ПАВ

Неионогенные ПАВ незаряженные, они в воде не распадаются на ионы. Неионогенные поверхностно-активные вещества вторые после анионных, их производство составляет 45% в мировой промышленности.

Неионогенные ПАВ имеют слабое раздражающее воздействие на эпидермис, а также слабую способность к пенообразованию (в моющих средствах комбинируются с анионными ПАВ). Они снижают агрессивное воздействие ПАВ других типов, «балансируют» формулы рецептур. Придают волосам мягкость и шелковистость. Полностью биологически разлагаются.

Например, ПАВ базовое "Консистенция"

INCI: Lauryl glucoside.

ПАВ натурального происхождения, изготовленное из растительного сырья способом ректификации кокосового масла и глюкозы. В составе Lauryl glucoside (лаурил глюкозид) и вода.

Является эмульгатором и деспергатором, повышает вязкость продукта. Слабый пенообразователь, но оказывает на кожу и волосы мягкое моющее воздействие, к тому же кондиционер. Смягчает, а также имеет высокую дерматологическую совместимость. Для повышения пенности рекомендуется применять в комбинации с ПАВ «Нежная пена». Хорошо биологически разлагается, не загрязняя окружающую среду.

Комбинированные ПАВ

За двадцать последних лет появился новый тип поверхностно активных веществ - комбинированные. Это так называемые полимерные ПАВ или поверхностно-активные полимеры, которые являются результатом комбинации одной или нескольких макромолекулярных структур. Комбинируются они в соответствии с целевым назначением косметического или гигиенического средства. В настоящее время они очень часто используются при разработке косметических продуктов нового поколения.

Например: ПАВ базовое "Нежная пена"

INCI: Sodium Cocoamphoacetate (and) Glycerin (and) Lauryl Glucoside (and) Sodium Cocoyl Glutamate (and) Sodium Cocoyl Glutamate (and) Sodium Lauryl Glucose Carboxylate.

Происхождение натуральное, сырье – растительные масла, пальмоядровое и кокосовое.

По типу - комбинация амфотерных, анионных и неионогенных ПАВ.

Мягкое ПАВ, не раздражающее кожу и не сушащее волосы. Проявляет пенообразующую и моющую активности. Для повышения вязкости изделий рекомендуется комбинировать с базовым ПАВ «Консистенция».

Итак, друзья, ПАВ бывают совершенно разные, и не все из них страшные. Внимательно выбираем ингредиенты для своих продуктов, читаем этикетку на готовой косметике и будем здоровы!

© Наталья Ковтун, 2017