SURWCE I FIZYKCHEMIA FRM KSMETYCZNYCH Dr inż. Beata W. Domagalska beata.domagalska@wszkipz.pl
SFFK_W3_2011 2 SURFAKTANTY CZYLI ŚRDKI PWIERZCHNIW CZYNNE c.d.
SFFK_W3_2011 3 SURFAKTANTY JNWE SURFAKTANTY ANINWE XY H 2 X - + Y + X - = -C -, -S 3-, -P 4 3-, -S 3 - Y + = Na +, K +, NH 4 +
SFFK_W3_2011 4 SURFAKTANTY ANINWE Podział ze względu na: funkcję rodzaj anionu
SFFK_W3_2011 5 SURFAKTANTY ANINWE Podział ze względu na: funkcję podstawowe środki myjące dodatkowe (drugorzędne) środki myjące emulgatory solubilizatory
SFFK_W3_2011 6 SURFAKTANTY ANINWE Podział ze względu na: rodzaj anionu karboksylany RC - mydła sarkozyniany acylopeptydy sulfoniany RS 3 - sulfoniany alkilowe, sulfoniany α-olefin sulfobursztyniany siarczany RS 3 - siarczany alkilowe siarczany oksyetylenowanych alkoholi tłuszczowych fosforany RP(H) -
SURFAKTANTY ANINWE Stosowane przede wszystkim w preparatach myjących właściwości myjące i pianotwórcze Bazowe (podstawowe, pierwszorzędowe) środki myjące mydła klasyczne (karboksylany) siarczany alkilowe siarczany oksyetylenowanych alkoholi tłuszczowych Pomocnicze (drugorzędowe) środki myjące sulfoniany α-olefin sulfobursztyniany izotioniany sarkozyniany i acylopeptydy SFFK_W3_2011 7
SFFK_W3_2011 8 MYDŁA H 3 C - Stałe długi łańcuch alkilowy, nasycony łańcuch alkilowy, sole Na Płynne krótki łańcuch alkilowy nienasycony łańcuch alkilowy sole K INCI: Sodium tallowate, Potassium laurate, Sodium palmate...
MYDŁA TRZYMYWANIE reakcja tłuszczów zwierzęcych lub roślinnych z zasadami S. ABBAS, J. WEISS GLDBERG, M. MASSAR; Dermatologic Therapy, Vol. 17, 2004, 35 42 SFFK_W3_2011 9
SFFK_W3_2011 10 MYDŁA WŁAŚCIWŚCI dobra rozpuszczalność w wodzie soli Na, K rozpuszczalność w wodzie maleje ze wzrostem łańcucha alkilowego wrażliwość na twardą wodę ph ok. 10
SFFK_W3_2011 11 ZASTSWANIE MYDŁA środki myjące - dobre właściwości myjące, dobra piana emulgatory (otrzymywane in situ w preparacie) nierozpuszczalne mydła glinowe, magnezowe i cynkowe są składnikami pudrów kosmetycznych WPŁYW NA SKÓRĘ możliwa negatywna reakcja skóry trudności z odtwarzaniem kwaśnego odczynu skóry, podrażnienia, uczucie suchości, ściągania
SFFK_W3_2011 12 MYDŁA S. ABBAS, J. WEISS GLDBERG, M. MASSAR; Dermatologic Therapy, Vol. 17, 2004, 35 42
SFFK_W3_2011 13 MYDŁA Transepidermal water loss (TEWL): TEWL was significantly reduced when using syndets as compared with soaps. Thus, soaps were associated with skin dryness, unlike the milder syndets. S. ABBAS, J. WEISS GLDBERG, M. MASSAR; Dermatologic Therapy, Vol. 17, 2004, 35 42
SFFK_W3_2011 14 MYDŁA (BHT) butyl hydroxy toluene; (EDTA) ethylene diamine tetraacetic acid; (EHDP) hydroxyethanediphosphonic acid (editronic acid); (SLES) sodium lauryl ether sulfate; (TBHQ) 2-t-butylbenzene-1,4-diol; (TCC) trichlorocarbon S. ABBAS, J. WEISS GLDBERG, M. MASSAR; Dermatologic Therapy, Vol. 17, 2004, 35 42
SFFK_W3_2011 15 Mydło w kostce RECEPTURY INCI [%] SILICA, CI 77891 (TITANIUM DIXIDE), TIN XIDE 1.00 MICA, CI 77491 (IRN XIDES) 0.33 SDIUM PALMATE, SDIUM LAURETH SULFATE, 98.67 SDIUM STEARATE, SDIUM MYRISTATE, SDIUM CCYL ISETHINATE, TRIETHANLAMINE, AQUA (WATER), GLYCERIN, SRBITL, PRPYLENE GLYCL, FRAGRANCE Bar Soap with Xirona Kiwi Rose (Formulation #IPL-7-35A), Merck KGaA
SLE KSYETYLENWANYCH KWASÓW KARBKSYLWYCH R--(CH 2 CH 2 ) n -CH 2 CM R = C 4 do C 18 n = 2 do 20 M =Na, K N. Subirats, P. Castán, M. Stapels, SFW-Journal 135 10-2009, 58-68 SFFK_W3_2011 16
SLE KSYETYLENWANYCH KWASÓW KARBKSYLWYCH N. Subirats, P. Castán, M. Stapels, SFW-Journal 135 10-2009, 58-68 SFFK_W3_2011 17
SFFK_W3_2011 18 RECEPTURY Płyn do mycia
SFFK_W3_2011 19 SIARCZANY ALKILWE (SA) estry długołańcuchowych alkoholi i kwasu siarkowego H 3 C S - RS 3- M + ; R = C 12 -C 18 ; M + = Na +, Mg +2,... INCI: Sodium lauryl sulfate, Magnesium cocoyl sulfate...
SFFK_W3_2011 20 SIARCZANY ALKILWE Dość dobra rozpuszczalność w wodzie (maleje ze wzrostem łańcucha alkilowego, żelowanie przy stężeniu ok. 30%) DŁUGŚĆ ŁAŃCUCHA RZPUSZCZALNŚĆ W 25 0C [g/dm3 ] C8 400 C10 200-300 C12 0,3 0,4 C14 0,03 0,04 C16 0,05 C18 0,05 Dobre zdolności myjące (wzrastają wraz z wydłużeniem łańcucha alkilowego)
SFFK_W3_2011 21 SIARCZANY ALKILWE Bardzo dobre właściwości pianotwórcze (brak wpływu długości łańcucha alkilowego) Wrażliwe na twardą wodę - gaszenie piany Słaba rozpuszczalność soli sodowych w niskich temperaturach Sole TEA i amoniowe - lepsza rozpuszczalność, gorsza czynność powierzchniowa ELEKTRLITY ZAGĘSZCZAJĄ RZTWRY SIARCZANÓW ALKILWYCH
SFFK_W3_2011 22 SIARCZANY ALKILWE TKSYCZNŚĆ Sodium lauryl sulfate: LD50 (szczury) = 1300 7800 mg/kg Mycie rąk dostarcza 0,18 μg/kg; gólnie przy wszystkich codziennych czynnościach człowiek pobiera około 5,94 μg/kg/dzień W stężenia używanych w kosmetyce SA są całkowicie bezpieczne!!!
WPŁYW NA SKÓRĘ SIARCZANY ALKILWE drażnienie!, wysuszanie ( tu lepsze są TEA) Zawartość procentowa Sodium lauryl sulfate w kosmetyku 0,5% - 10% Efekt nieznaczne do umiarkowanych podrażnień 10% - 30% poważne podrażnienia > 20% wysoko drażniące i niebezpieczne SPSBY ŁAGDZENIA sole magnezowe - łagodniejsze! mieszanki z sulfobursztynianami i sulfonianami olefin SFFK_W3_2011 23
SFFK_W3_2011 24 SIARCZANY ALKILWE ZALETY SLI RGANICZNYCH (TEA, DEA) Bardzo dobra rozpuszczalność Dobra charakterystyka lepkościowa przy różnych stężeniach Wyższa odporność na niskie temperatury w porównaniu do soli sodowych Większa łagodność względem skóry niż sole sodowe Dobra kompatybilność z surowcami pomocniczymi
SFFK_W3_2011 25 Mydło do rąk w płynie INCI [%] RECEPTURY Water do 100 Sodium Cocoyl Isethionate 2 Sodium Lauryl Sulfate 19 Sodium Laureth Sulfate 16 Polyquaternium-39 3 Cocamide DEA 3 Disodium Cocoamphodiacetate 3 Disodium EDTA 0,1 Fragrance 0,5 FD&C Blue No. 1 0,035 Citric Acid do ph=7 Sodium Chloride qs to 5000-7000 cps Liquid Hand Soap (Formulation #3908-13), Nalco Company
SFFK_W3_2011 26 SIARCZANY KSYETYLENWANYCH ALKHLI TŁUSZCZWYCH R S n - M + R = C 12 -C 18 n > 0, zwykle 1-4 M + = Na +, Mg +2,... INCI: Sodium laureth sulfate, Magnesium talloweth sulfate...
SFFK_W3_2011 27 SIARCZANY KSYETYLENWANYCH ALKHLI TŁUSZCZWYCH Dość dobra rozpuszczalność w wodzie im krótszy łańcuch alkilowy tym lepsza żel ok. 30% (wprowadzać do podgrzanej wody a nie wodę do roztworu) 1000000 100000 lepkość [mpa s] 10000 1000 100 10 1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 stężenie [%]
SFFK_W3_2011 28 SIARCZANY KSYETYLENWANYCH ALKHLI TŁUSZCZWYCH Stabilne w roztworze w typowych warunkach przechowywania Dobre zdolności myjące (szczególnie przy C 8 -C 10 ) czym dłuższy łańcuch alkilowy tym lepsze Dobre właściwości pianotwórcze twarda woda nie wpływa na jakość piany Elektrolity zagęszczają roztwory siarczanów E alkoholi
SFFK_W3_2011 29 SIARCZANY KSYETYLENWANYCH ALKHLI TŁUSZCZWYCH ptimum rozpuszczalność/mycie/piana = laureth Niska wrażliwość na twardą wodę Kompatybilność Niekompatybilne z kationowymi ZPC
SFFK_W3_2011 30 SIARCZANY KSYETYLENWANYCH ALKHLI TŁUSZCZWYCH TKSYCZNŚĆ Sodium Laureth Sulfate = SLES ral rat LD50 : 5000 mg/kg Wzrost toksyczności (oraz hydofobowości) wraz ze wzrostem liczby atomów C, oraz ze spadkiem zawartości grup E
SFFK_W3_2011 31 WPŁYW NA SKÓRĘ SIARCZANY KSYETYLENWANYCH ALKHLI TŁUSZCZWYCH średnie drażnienie stopień oksyetylenowania i rodzaj przeciwjonu mają wpływ na właściwości drażniące im niższy stopień oksyetylenowania tym większe prawdopodobieństwo wywoływania podrażnień - domieszki siarczanów alkilowych
SFFK_W3_2011 32 SIARCZANY KSYETYLENWANYCH ALKHLI TŁUSZCZWYCH Stopień oksyetylenowania wąski rozrzut stopnia oksyetylenowania zwiększa podatność na zagęszczanie elektrolitami
SFFK_W3_2011 33 Mydło do rąk w płynie INCI [%] RECEPTURY Water do 100 Sodium Cocoyl Isethionate 2 Sodium Lauryl Sulfate 19 Sodium Laureth Sulfate 16 Polyquaternium-39 3 Cocamide DEA 3 Disodium Cocoamphodiacetate 3 Disodium EDTA 0,1 Fragrance 0,5 FD&C Blue No. 1 0,035 Citric Acid do ph=7 Sodium Chloride qs to 5000-7000 cps Liquid Hand Soap (Formulation #3908-13), Nalco Company
SFFK_W3_2011 34 SULFNIANY α-lefin C H 3 S Przy 2 lub 3 węglu C H 3 H S Przy 3 lub 4 węglu R = C12 -C 18 INCI: Sodium C16 -C 18 olefin sulfonate
SFFK_W3_2011 35 SULFNIANY α-lefin Dobra rozpuszczalność w wodzie (>0,7 g/ml) żel powyżej 40% Dobre właściwości myjące optimum dla C14-C16 Dobre zdolności pianotwórcze dobra piana w zimnej wodzie TRUDNE D ZAGĘSZCZENIA w Europie rzadko stosowane na większą skalę
SFFK_W3_2011 36 SULFNIANY α-lefin TKSYCZNŚĆ RL RAT LD50-2161 mg/kg (męskie); 1895 mg/kg (żeńskie) DRM-RABBIT LD50 >2020 mg/kg WPŁYW NA SKÓRĘ porównywalne z siarczanami E alkoholi - warunek: dobra jakość zanieczyszczenia mogą wywoływać podrażnienia
Mydło w płynie INCI [%] RECEPTURY Water do 100 Disodium Ricinoleamido MEA Sulfosuccinate 2,0 Cocamidopropyl Betaine 2,0 Lauramide DEA 3,0 Sunflowerseedamidopropyl Dimethylamine Lactate 2,0 Sodium C14-16 lefin Sulfonate (40%) 10,6 Citric Acid qs Sodium Chloride qs Phenoxyethanol (and) DMDM Hydantoin (and) Iodopropynyl Butylcarbamate qs Fragrance, Dye qs Na 4 EDTA 0,1 Mild Liquid Soap (Formulation #627), Rhodia Novecare SFFK_W3_2011 37
SFFK_W3_2011 38 SULFBURSZTYNIANY Na S CH 2 R1 Na Na S CH 2 R1 CH 2 R1 Sulfobursztyniany monoalkilowe, sulfobursztyniany dialkilowe R - alkohol, E alkohol, alkanoloamid INCI: Disodium lauryl sulfosuccinate, Disodium laureth sulfosuccinate, Disodium oleamido sulfosuccinate... Niestabilne przy wysokich i niskich wartościach ph - optimum (6-6,5)
SULFBURSZTYNIANY Monoestry bardzo dobrze rozpuszczalne w wodzie Diestry trudnorozpuszczalne w wodzie Dobre właściwości myjące Dobre właściwości pianotwórcze mydła nie gaszą piany Zdolność dyspergowania mydeł wapniowych sulfobursztyniany oparte na E alkoholach dodatek do płynów do kąpieli Monoestry zmniejszają podrażnienia wywoływane przez AES TRUDNE D ZAGĘSZCZANIA SFFK_W3_2011 39
SULFBURSZTYNIANY WPŁYW NA SKÓRĘ zaliczane do łagodnych ZPC (również są łagodne dla spojówek) w porównaniu z podstawowymi ZPC bardzo dobra kompatybilność ze skórą najłagodniejsze: R = alkanoloamid ZASTSWANIE Kompozycje myjące, piorące, szampony (także dla dzieci), płyny do kąpieli Mieszanki sulfobursztynianów i sulfonianów olefin są łatwe do zagęszczenia SFFK_W3_2011 40
SFFK_W3_2011 41 RECEPTURY Sól do kąpieli INCI [%] Sea Salt/Sodium Chloride do 100 Disodium Lauryl Sulfosuccinate (and) Sodium C14-16 lefin Sulfonate (and) Lauramidopropyl Betaine) 25,0 Sodium Sesquicarbonate 20,0 Magnesium Sulfate 10,0 Essential ils qs do 2,0 Fragrance 0,1 Powder Bubble Bath (Formulation #641), Rhodia Novecare
SFFK_W3_2011 42 2-HYDRKSYETANSULFNIANY IZTINIANY / IZETINIANY C H 3 S - R = C12-C16 INCI: Sodium cocoyl isethionate, Sodium oleoyl isethionate,...
SFFK_W3_2011 43 2-HYDRKSYETANSULFNIANY IZTINIANY / IZETINIANY Słaba rozpuszczalność w wodzie w ciekłych preparatach mogą krystalizować główne zastosowanie - kostki myjące Dobre właściwości pianotwórcze brak wrażliwości na twardą wodę i mydła dają obfitą, stabilną i zwartą pianę
SFFK_W3_2011 44 2-HYDRKSYETANSULFNIANY IZTINIANY / IZETINIANY Wpływ na skórę i oczy bardzo łagodne ZPC 2% roztwór nie działa drażniąco na oczy, nie wywołuje uczuleń, nie wysusza skóry łagodzą działanie mydeł
SFFK_W3_2011 45 Mydło w kostce RECEPTURY INCI [%] SILICA, CI 77891 (TITANIUM DIXIDE), TIN XIDE 1.00 MICA, CI 77491 (IRN XIDES) 0.33 SDIUM PALMATE, SDIUM LAURETH SULFATE, 98.67 SDIUM STEARATE, SDIUM MYRISTATE, SDIUM CCYL ISETHINATE, TRIETHANLAMINE, AQUA (WATER), GLYCERIN, SRBITL, PRPYLENE GLYCL, FRAGRANCE Bar Soap with Xirona Kiwi Rose (Formulation #IPL-7-35A), Merck KGaA
SFFK_W3_2011 46 46 SARKZYNIANY C H 3 N - CH 3 INCI: Sodium lauroyl sarcosinate, TEA cocoyl sarcosinate
SFFK_W3_2011 47 SARKZYNIANY Średnio rozpuszczalne w wodzie Kompatybilne z wszystkimi ZPC oprócz kationowych Dobre wł. pianotwórcze lepiej pienią się w twardej niż w miękkiej wodzie dobra piana w obecności lipidów Wpływ na skórę i oczy niezwykle łagodne Wykazują silne właściwości biobójcze przy ph = 4-6
SFFK_W3_2011 48 RECEPTURY Żel pod prysznic INCI [%] Water do 100 Sodium Laureth Sulfate 35,0 Cocamidopropyl Betaine 10,0 Cocamidopropyl Hydroxysultaine 10,0 Sodium Lauroyl Sarcosinate 5,0 Polyquaternium-7 4,0 Tetrasodium EDTA 0,2 Fragrance, preservative qs Citric Acid do ph=6,0 Silkening Shower Gel (Formulation #B3243), Nalco Company
SFFK_W3_2011 49 49 TAURYNIANY N S Na + INCI: sodium methyl lauroyl taurate, magnesium methyl cocoyl taurate, potassium methyl cocoyl taurate; sodium cocoyl taurate; sodium lauroyl taurate N S Na +
SFFK_W3_2011 50 50 METYLTAURYNIANY dporne na twardą wodę Wykazują stabilne właściwości (szczególnie zwilżalność) w szerokim zakresie ph i temperatury Doskonale dyspergują mydła wapniowe Bardzo łagodne względem skóry Stosowane jako dodatki do mydeł w płynie, szamponów, płynów do kąpieli
SFFK_W3_2011 51 RECEPTURY Szampon INCI [%] Water do 100 Guar Hydroxypropyltrimonium Chloride 0,2 Glycerin 0,7 Cyamopsis Tetragonoloba Guar Gum 0,35 Cocamidopropyl Betaine 10,00 Sodium Methyl leyl Taurate 8,00 Sodium Lauroyl Methyl Isethionate 30,00 Glycol Distearate 1,5 Fragrance, Dye, Preservative qs Citric acid solution (50%) qs do ph=5,5-6,5 Sodium Chloride qs Moisturizing Creme Shampoo (Formulation #AC154), Innospec Active Chemicals
SFFK_W3_2011 52 ACYLPEPTYDY C H 3 NH NH NH NH - INCI: Potassium cocoyl hydrolyzed collagen
SFFK_W3_2011 53 ACYLPEPTYDY Dobrze rozpuszczalne w wodzie Antystatyki Stosowane w odżywkach do włosów Wpływ na skórę zaliczane do łagodnych ZPC łagodzą podrażnienia wywoływane przez inne anionowe ZPC (synergizm)
SFFK_W3_2011 54 RECEPTURY Szampon do włosów suchych INCI [%] Water do 100 Sodium Laureth Sulfate 50,0 Cocamide DEA 3,0 Potassium Cocoyl Hydrolyzed Collagen 10,0 Hydrolyzed Collagen 4,0 Sodium Chloride 1,0 Benzyl Alcohol, Methylchloroisothiazolinone, Methylisothiazolinone 0,05 Polysorbate 20, Linoleic Acid, Linolenic Acid 2,0 Clear Shampoo For Dry Hair (Formula No. 526.17.0730), CLR Chemisches Laboratorium Dr. Kurt Richter GmbH