|
يدا... مختاري
مجيد عزيزي
واحد تحقيق و توسعه شركت پاكشو
كارائي وملايمت در انتخاب سورفكتانتها
سورفكتانتها مانند نگهدارنده ها در تمامي شوينده ها و مواد آرايشي وجود دارند . آنها بعنوان امولسيون كننده، خيس كننده ، كمك حل كننده ، پاك كننده ، كف كننده و حالت دهنده مورد استفاده قرار مي گيرند.آنها در تمام گروه محصولات آرايشي و محصولات مراقبت ازپوست ، مانند شامپوها و شوينده هاي بدن ، بعنوان ماده اوليه ديده مي شوند.هرمولكول سورفكتانت از يك گروه قطبي كه محلول در آب (هيدروفيل) است و يك زنجيره هيدروكربني كه محلول در روغن (هيدروفوب) است تشكيل شده است. اگر روغن و آب دركنار هم قرار بگيرند با انحلال زنجيره هيدروفوب سورفكتانت در روغن و انحلال يون هيدروفيل آن در آب، پلي بين آب و روغن برقرار ميشود.
سورفكتانتهاي آنيوني عمومأ بعنوان سورفكتانت اوليه در محصولات بهداشتي كه كف ميكنند مورد استفاده قرار مي گيرند . آنها داراي يك گروه كربوكسيل ، سولفات و يا سولفونات با بار منفي در انتهاي يك زنجيره آلكيل ،آريل يا آلكيل آريل بوده و عمومأ نمكهاي سديم،پتاسيم ،منيزيم و تري اتانول آمين مي باشند.
نانيونيك سورفكتانتها، داراي قسمت هيدروفيل با تعدادي اتمهاي اكسيژن مانند اترها و هيدروكسيل ها مي باشند كه مي توانند با آب پيوند هيدروژني تشكيل دهد . نانيونيك سورفكتانتها اكثرأ بعنوان امولسيون كننده و كمك حل كننده در محصولات آرايشي استفاده مي شوند.
سورفكتانتهاي كاتيوني داراي يون چهارتائي آمونيوم بوده كه به اندازه كافي براي جذب آب قطبي مي باشد . از سورفكتانتهاي كاتيوني اغلب بعنوان نرم كننده وحالت دهنده بدليل تمايل ذاتي آنها به بار منفي ساقه مو استفاده مي شود . سورفكتانتهاي كاتيوني بدليل توانائي در تخريب ديواره سلولي برخي باكتريهاي آسيب رسان، مي توانند خاصيت ضدميكروبي نيز داشته باشند.
چهارمين گروه از سورفكتانتها آمفوتريكها يا آمفوليتيكها ، مي توانند حامل بار منفي يا مثبت باشند آنها براي افزايش كيفيت كف و ايجاد ملايمت در محصولات بهداشت فردي شامل سورفكتانتهاي آنيونيك بكار مي روند. با افزايش مداوم استفاده از محصولات بهداشت فردي ملايمت يكي از فاكتورهاي بسيار مهم و مورد توجه مي باشد .
بهينه كردن فرمولاسيون شامپو از طريق مطالعه تشكيل مخلوط مايسلها در سيستمي شامل سورفكتانتهاي آنيونيك ، آمفوتريك و نانيونيك با هدف مرتبط كردن CMC با نتايج بدست آمده براي تستهاي حساسيتزاي چشمي توسط Balagure بررسي شده است.براي انجام اين مطالعه يك فرمولاسيون پايه براي شامپو از 5% سديم لورت سولفات با 1.67% از دي سديم كوكوآمفودي استات ، 1.67% كوكوآميدوپروپيل بتائين و 1.67% دسيل پلي گلوكز تهيه شده است.
در اين مطالعه اثرات ناشي از افزودنيهاي مختلف جهت دستيابي به خواص گوناگون در فرمولاسيون شامپو بر روي CMC و پتانسيل حساسيت زائي مورد بررسي قرار گرفته است براساس همين بررسي موادي چون Leureth2 ،PEG-7 glyceryl cocoate و پروتئين هيدروليز شده گندم باعث كاهش CMC وپليمرهاي شبيه پلي كوآرترنيوم 10 ، پلي كوآرترنيوم39 ،هيدروكسي پروپيل گوآر و هيدروكسي پروپيل تري مونيوم كلرايد باعث افزايش CMC خواهند شد . بطور كلي كاهش CMC باعث كاهش پتانسيل حساسيت زائي خواهد شد .
زمانيكه بيش از يك افزودني در فرمولاسيون پايه قرار مي گيرد كاهش پتانسيل حساسيت زائي و كاهش CMC با اثر سينرژيسم مشاهده مي گردد .
در سورفكتانتهاي آنيوني قابل دسترس ساركوزيناتها ، ايزوتيوناتها و سولفوساكسيناتها سورفكتانتهاي ملايمتري مي باشند.سولفوساكسيناتها بعنوان سورفكتانت آنيوني ملايم با قدرت كف كنندگي بالا و نرم كنندگي ملايم در PH جزئي اسيدي بهترين كارائي را از خود نشان ميدهد.
مشتقات سولفوساكسيناتها شامل سيليكون سولفوساكسينات ، بدليل ملايمت در محصولات آرايشي مرتبط با صورت و بهداشت كودك مورد استفاده قرار مي گيرند تركيب دي سديم لورت سولفوساكسينات با سديم لوريل اتر سولفات در محصولات بدن شوي به نسبت 75 به 25 كمترين ميزان پتانسيل حساسيت زائي بدون تاًثير منفي بر روي كف را نشان مي دهد . تحقيقات نشان مي دهد كه ميزان حساسيت زائي ساركوزيناتها بمراتب از سديم لوريل اترسولفات كمتر است .
آمفوترها نسيت به آنيونيكها از ملايمت بيشتري برخوردار بوده و اغلب در تركيب با هم براي كاهش پتانسيل حساسيت زائي با كاهش CMC بكار مي روند .آلكيل پلي آمفوپلي كربوكسي گلاسيناتها(APACS) از جديدترين تركيبات آمفوتر هستند كه برخلاف بتائين ها كه در PH اسيدي كاتيونيك ، در نقطه ايزوالكتريك خنثي و هيچگاه بصورت آنيونيك ظاهر نمي شوند . APACS در PHقليائي كاملاٌ بصورت آنيونيك ظاهر مي شود. يكي از اثرات جانبي مفيد استفاده از سورفكتانت هاي آمفوتريك در محصولات آرايشي خاصيت ميكرب كشي اغلب آنهاست ، بطور مثال افزايش 3 درصد از لوريل بتائين به محلولي با 27 درصد اكتيو از سديم لوريل اترسولفات از مخلوط در برابر Repeated challenge test محافظت مي كند . استفاده از مخلوط لوريل بتائين و CocoAPAC علاوه بر ايجاد كف مناسب و نرم كنندگي ، مي تواند بميزان قابل ملاحظه ا ي از مصرف نگهدارنده د رفرمولاسيون كم كند.آمفوترهاي جديد Capryll capramidopropyl betaine(CCAPB) با اكتيو 35% بدون نگهدارنده بوده و علاوه بر كاهش حساسيت زائي SLES در افزايش پايداري وحجم كف نيز بسيار مؤثر است.
سورفكتانتهاي كاتيوني عمومأ بعنوان نرم كننده مورد استفاده قرار گرفته كه از پتانسيل حساسيت زائي بيشتري نسبت به بقيه سورفكتانتها برخوردارند. كليه سورفكتانتهاي كاتيوني داراي خواص ضدميكروبي بوده و از برخي از آنها بعنوان نگهدارنده استفاده مي كنند ولي بدليل حساسيت زائي كاتيونيكها رنج استفاده از آنها محدود مي باشد . بعنوان مثال حد مجاز استفاده از بنزآلكونيوم كلرايد بعنوان نگهدارنده 0.1% و ماكزيمم 3% در ديگر مصارف مانند نرم كننده و حالت دهنده مي باشد . از مناسبترين كاتيونيكها كه تركيبي از خواص نرم كننده عالي ، پتانسيل حساسيت زائي پائين و خواص ضدميكروبي خوبي را داشته باشدمي توان به (PCA ethyl cocoyl arginate) اشاره كرد.
سورفكتانتهاي آنيوني با افزايش جزئي نمك ويسكوزيته مورد نظر را كسب كرده و همراه با كارائي مي توانند رضايت مصرف كننده را در ارتباط با غلظت محصول نيز بهمراه داشته باشند . معرفي آمفوترها بدون تاثير پذيري از عوامل غلظت دهنده معمولي ، اكتيو متفاوت و از طرفي نياز به معلق سازي برخي از افزودنيها مانند سيليكونها مشكلات جديدي را براي فرمولاتورها بوجود آورده است . افزايش كوكونات دي اتانول آميد بهمراه نمك مي تواند تا حدي مشكل افزايش غلظت را برطرف نموده ،كه استفاده از اين مواد باعث كاهش ملايمت فرمولاسيون خواهد شد .
مواد غلظت دهنده مختلفي در فرمولاسيونهاي مواد آرايشي بهداشتي مانند Carbomer ETD , PEG-150 diertearate , Methyl glucoside , Veagum و Xanthan gum مورد استفاده قرار مي گيرند كه در انتخاب آنها ، مواردي مانند (Yeild value) نقطه تسليم، تحمل الكتروليت، توانايي كنترل ويسكوزيته، راحتي استفاده و خواص رئولوژي بايد مورد بررسي قرار گيرند.برخي از مشتقات سلولز از دامنه تحمل الكتروليت بالايي برخوردار هستند هيدروكسي اتيل سلولز يك اتر سلولز غير يوني با جرم مولكولي بالا است كه علاوه بر خواص غلظت دهندگي،داراي خواص سطحي و بين سطحي مناسب كه مي تواند خواص سورفكتانتي خوبي هم داشته باشد،در رنج وسيعي مورد استفاده قرار ميگيرد و بهمين دليل، با برهم كنشهاي پليمري –سورفكتانتي مي تواند رفتارهاي چندفازي محلول را تحت تأثير قراردهد.
در سيستمهاي دو در يك، شامل سورفكتانتهاي آنيوني و كاتيوني، انتخاب نوع سورفكتانتها و افزودنيها بهمراه ميزان مورد استفاده براي دستيابي به قدرت كف كنندگي مناسب و جذب نرم كننده و حالت دهنده از اهميت بالائي برخوردار است . بهمين دليل امروزه شركتهاي تأمين كننده مواداوليه سعي مي كنند تمام اطلاعات فني و كاربردي مواد اوليه را از طريق اينترنت و ديسكهاي فشرده در معرض مشتريان خود قرار دهند.
منبع:
Manufacturing chemist March 1999
|