Кондиционеры для волос по науке: от структуры и деградации к новым кондиционирующим средствам на биологической основе
Кондиционеры для волос по науке: от структуры и деградации к новым кондиционирующим средствам на биологической основе
Поделитесь с друзьями
Волосы постоянно подвергаются различным неблагоприятным внешним воздействиям, таким как механические или термические факторы, которые могут привести к повреждению или потере блеска и гладкости. Эти нежелательные эффекты можно свести к минимуму с помощью кондиционеров для волос, которые восстанавливают волосы и придают им гладкость. Некоторые из используемых в настоящее время кондиционирующих средств обладают низкой способностью к биологическому разложению и высокой токсичностью. Потребители косметической продукции также становятся все более осведомленными о проблемах окружающей среды и смещают свои предпочтения в сторону продуктов на натуральной основе. Поэтому разработка новых экологически чистых производных на натуральной основе, которые могут действовать как кондиционирующие средства в продуктах по уходу за волосами и, таким образом, конкурировать с традиционными системами, получаемыми из невозобновляемых источников, является весьма привлекательной. В этой переведенной статье представлены ключевые физико-химические аспекты процесса кондиционирования волос, включая данные по структуре волос и причине деградации волос (ухудшение их состояния).
Волосы характерны для млекопитающих. У них есть защитная функция, поскольку они действуют как барьер для внешних элементов и играют роль в терморегуляции. У людей волосы также имеют социальное значение и могут оказывать большое влияние на личный образ и уверенность в себе. Здоровые волосы обеспечивают эмоциональное и психологическое здоровье и способствуют повышению самооценки и привлекательности. Внешний вид блестящих, здоровых и гладких волос зависит от воздействия окружающей среды, применяемых средств по уходу за волосами и простых привычек ежедневного ухода за волосами. На рынке доступно большое разнообразие средств по уходу за волосами, позволяющих потребителю достичь желаемых свойств и эстетических результатов для своих волос, таких как шампуни, кондиционеры, красители, муссы, лосьоны и т.д. Для изменения свойств волос также применяются другие химические и термические обработки, например, процессы выпрямления, завивки и обесцвечивания. Эти процедуры проводятся для улучшения внешнего вида волос и, следовательно, самооценки.
Важным этапом в уходе за волосами является процесс очистки. Очищение волос обеспечивается шампунями. Эти продукты удаляют пыль, остатки косметики для укладки и излишки кожного сала, скопившиеся в коже головы и волокнах волос, за счет их солюбилизации1 с помощью поверхностно-активных веществ, присутствующих в составе. Затем растворимые частицы можно легко удалить, ополоснув водой.
Хотя задача шампуней — способствовать хорошему уходу за волосами, они также могут сделать волосы сухими и грубыми. Высокая очищающая способность анионных поверхностно-активных веществ, присутствующих в шампунях, в сочетании с трением, которому способствует мытье головы и волос, часто приводит к удалению и / или деградации липидов и кератина.
В связи с этим некоторые люди чувствуют необходимость наносить кондиционер для волос после мытья головы, чтобы улучшить мягкость и блеск волос и уменьшить их завивание.
Чтобы лучше понимать процесс кондиционирования, необходимо быть знакомым со структурой и составом волос.
Структура и химический состав волос
Волосы представляют собой волокнистый композитный биоматериал, вырабатываемый волосяной луковицей и состоящий из белков, липидов, воды и других второстепенных соединений, таких как пигменты. Белки являются основным компонентом волос и могут составлять от 65 до 95% от общей массы волос. Основным компонентом волос является кератин, устойчивый волокнистый белок, состоящий в основном из аминокислот тирозина, глицина и цистеина. Высокое содержание серосодержащего цистеина приводит к образованию дисульфидных связей между соседними кератиновыми цепями, образуя цистиновые звенья (рисунок 1). Наряду с дисульфидными связями в структуре волос также в изобилии присутствуют пептидные связи. Следовательно, многочисленные группы −CO и −NH доступны для образования водородных связей между соседними белковыми волокнами. Полученная в результате сшитая структура кератина отвечает за форму, структуру и прочность волокон волоса.
В поперечном разрезе волокна волосяного стержня представляют собой три основных концентрических слоя: мозговое вещество, кортекс и кутикулу, от самого внутреннего до самого внешнего слоя соответственно. Общее представление о структуре волосяных волокон представлено на рисунке.
Медула волоса (мозговое вещество)
Мозговое вещество или медула волоса представляет собой неплотно упакованную и неупорядоченную область, расположенную в центре волокна и состоящую из ядра центральных клеток и воздушных пространств. Она различается у разных типов волос, будучи более заметной в густых волосах, как, например, в мужской бороде. Медула составляет небольшую часть общего веса волос, и ее вклад в механические свойства волосяных волокон незначителен.
Кортекс волоса (корковый слой)
Вокруг медулы находится основной компонент волоса - корковый слой (кортекс).
Кортекс состоит из удлиненных кортикальных клеток, которые содержат альфа-спиральные кератиновые нити, выровненные с продольной осью стержня волоса, и аморфную матрицу, состоящую из богатых серой белков, в основном кератина. Кортекс оставляет 90% от общей массы волос и в первую очередь отвечает за механические свойства волос. Нитевидная структура кортекса с прилегающими кератиновыми волокнами, соединенными ковалентно-дисульфидными связями, придает волосам прочность, тогда как их эластичность обеспечивается спиральной формой кератиновых цепей . Этот слой также играет важную роль в накоплении влаги и удержании пигментов, придающих цвет волосам.
Кутикула
Внешней частью стержня волоса является кутикула. Этот слой состоит примерно из 6-10 плоских перекрывающихся клеток, направленных к кончикам волосяных волокон, напоминающих чешуйки или кровельную черепицу. Каждая кутикула состоит из нескольких подслоев, т.е. эпикутикулы, А-слоя, экзокутикулы, эндокутикулы и комплекса клеточных мембран. Схематическая иллюстрация сложной структуры клеток кутикулы представлена на рисунке ниже.
Внешний компонент кутикулы, эпикутикула, покрыт липидным слоем, который придает поверхности волоса гидрофобный 2 характер. Этот слой, известный как F-слой, состоит из 18-метилейкозановой кислоты (18-МЭА), которая ковалентно связана с цистеиновыми группами белков кератина тиоэфирными связями (б). F-слой является первым гидрофобным “защитным барьером” волос, и он уменьшает трение между волокнами волос.
Кутикула волоса действует как барьер, который защищает кортекс волокон и отвечает за текстуру и гладкий внешний вид волос. В здоровых волосах кутикула может сохраняться до 6 лет. Когда волосы подвергаются жестким воздействиям, таким как химическая, физическая или термическая обработка, выветривание волос ускоряется, и стержень волоса повреждается. Разрушение стержня волоса начинается с удаления F-слоя, но дальнейшее повреждение может привести к разрушению всей кутикулы и, в конечном итоге, к деградации белков в кортексе.
Этнические группы волос
Этническая принадлежность является важным фактором, который следует учитывать при изучении волос и разработке новых средств по уходу за волосами, поскольку их структура и свойства различаются у людей разных этнических групп. В этом отношении волосы можно разделить на три основные группы: европейские (кавказские)3, африканские и азиатские. Различия в химическом составе, структуре и свойствах изучались в течение длительного времени.
Подробнее о различиях структуры волос основных этнических групп
Химический состав волос не зависит от этнического происхождения; все волосы обладают одинаковыми химическими свойствами, то есть белковым составом. Было обнаружено, что количество волокнистых белков (FPS) и матриксных веществ (MSS) не различается у испытуемых в пределах одной этнической группы, но между группами наблюдались различия. Выход FPS из азиатских волос был значительно выше, чем из африканских и кавказских волос. Что касается MSS, более высокий выход наблюдался для африканских волос, чем для двух других групп. Тем не менее, эти параметры не демонстрируют существенных различий внутри всех трех групп. Более интересным является сравнение соотношений белков и MSs между этническими группами. При обращении к этому новому параметру было обнаружено, что все три группы имеют существенно различающиеся соотношения. У азиатских волос самое высокое соотношение FPS к MSS, в то время как африканские волосы находятся на другой стороне спектра с самым низким значением. Было высказано предположение, что изменение содержания волокнистых белков в волосах разных типов связано с их макроскопическими свойствами. Основными отличительными чертами между типами волос являются форма и диаметр стержня волоса. Азиатские волосы обычно толще, диаметром около 100 мкм и имеют округлую форму поперечного сечения, в то время как кавказские волосы обычно тоньше, диаметром около 50 мкм и слегка эллиптической формой. Африканские волосы имеют среднюю толщину около 80 мкм, хотя и с большей неоднородностью по диаметру, чем предыдущие, и эллиптическим поперечным сечением. Длина видимых клеток кутикулы также варьируется от 5 до 10 мкм в зависимости от типа волос.
Еще одной отличительной особенностью является форма волос: африканские волосы имеют характерную сильно завитую структуру, в то время как азиатские волосы обычно очень прямые. Кавказские волосы могут быть прямыми, волнистыми или слегка вьющимися. Форма поперечного сечения и механические свойства стержня волоса могут быть объяснены ранее упомянутым соотношением между содержанием волокнистого белка и матрицы. Более высокое содержание волокнистых белков по сравнению с матриксом, наблюдаемое в азиатских волосах, может быть ответственно за круглое поперечное сечение и более высокую прочность, наблюдаемую в этих волокнах, в то время как уплощенные и более подверженные ломкости африканские волосы могут быть результатом самого низкого соотношения волокнистых белков.
Понимание различий в структуре и свойствах волос представителей разных этнических групп, таких как механическое поведение, форма и механизм повреждения, имеет первостепенное значение для разработки эффективных составов по уходу за волосами, адаптированных к желаемым областям применения и отвечающих ожиданиям потребителей. Кроме того, воспроизводимость результатов зависит от сходства свойств образцов. Поэтому важно учитывать возможные вариации морфологии волос.
Факторы и причины повреждения волос
Повреждение волос — это химическое или физическое разрушение стержня волоса, которое приводит к удалению некоторых компонентов волоса и делает его более восприимчивым к ломкости.
Подробнее
Ущерб причиняется, например, косметическими процедурами, вредными привычками по уходу за волосами или факторами окружающей среды, такими как длительное воздействие ультрафиолетового излучения.
Некоторые косметические процедуры чрезвычайно жестки и приводят к усилению структурных и химических повреждений волокон волос. Известно, что химические процедуры, такие как обесцвечивание, химическая завивка, выпрямление, наносят значительный ущерб волокнам волос. Тем не менее, неадекватные процедуры ежедневного ухода также являются причиной ухудшения состояния волос. Физическое повреждение может быть результатом плохого расчесывания или сушки феном при чрезвычайно высоких температурах.
Повреждение волос — это прогрессирующий процесс разрушения, при котором стержень волоса теряет внешнюю защиту, обеспечиваемую кутикулой, и влияет на способность кортекса удерживать влагу. На первом этапе это приводит к потере блеска и мягкости, но при дальнейшем повреждении волосы могут потерять свою силу и эластичность и, в конечном итоге, полную структурную целостность, что приводит к их ломкости.
За время своего существования волосы постоянно подвергаются воздействию различных источников атмосферного воздействия. Это означает, что более старые волосы будут подвергаться большему повреждению, чем недавно сформированный волосяной стержень. Следовательно, волосы вблизи кожи головы имеют более сохранную структуру, чем кончики длинных волос.
Вблизи кожи головы волосы имеют полноценную кутикулу, а стержень волоса полностью покрыт перекрывающимися чешуйками. С увеличением расстояния от кожи головы волосы становятся более поврежденными. Часть кутикулы была частично удалена, обнажив кортекс волокон, и поверхность приобрела шероховатый вид. Вблизи кончиков кутикула не видна из-за более длительного воздействия внешних факторов за время их существования, что привело к полному удалению слоев кутикулы. Степень повреждения волос будет отличаться у разных людей и в значительной степени зависит от ежедневных привычек каждого человека по уходу и степени воздействия атмосферных воздействий.
Разрушение волокон волос происходит по четырем категориям причин повреждения: механические, химические, термические или экологические процессы, или их комбинация. Степень повреждения, вызванного каждым типом внешнего воздействия, будет зависеть от привычек каждого человека, но, в целом, химические процессы склонны вызывать большее ухудшение состояния, тогда как воздействие факторов окружающей среды оказывает меньшее воздействие .
Механические повреждения волос
Механические повреждения являются наиболее частым источником повреждений, поскольку они возникают каждый день, например, при расчесывании волос пластиковыми или деревянными гребнями или щетками. Многократные движения щеткой в одной и той же области приводят к отслаиванию краев кутикулы и, в конечном итоге, к частичному или полному удалению, особенно внешних краев волокон.
Стрижка волос - это еще одна форма механического повреждения, особенно если она выполняется без использования соответствующих инструментов. Использование бритв вместо ножниц или даже тупых ножниц приведет к тому, что срез будет неровным, а кутикула будет более склонна к отслаиванию.
Хотя шампуни призваны способствовать очищению и поддержанию волос в хорошем состоянии, само по себе действие шампуня может быть источником повреждения волос, вызывая деформацию и истирание / эрозию при сгибании волокон и трении волосков друг о друга. Более того, высокая очищающая способность анионных поверхностно-активных веществ в шампунях также может способствовать растворению структурных липидов и белков.
Вредное воздействие окружающей среды и особенно ультрафиолета на волосы
Молекулы пигмента, то есть меланина, присутствующие в стержнях волос, обеспечивают им фотозащиту от ультрафиолетового излучения, поглощая и фильтруя его. Эта фильтрация частично предотвращает разрушение белков под действием излучения, но пигменты разлагаются или обесцвечиваются в процессе, изменяя внешний вид волос. По той причине, что кутикула подвергается воздействию более интенсивного излучения, а меланин находится только в кортексе, кутикула более уязвима к фотоповреждениям.
Воздействие солнца вызывает модификации аминокислот, особенно в кутикуле, что приводит к разрыву и отслоению внешних слоев, вызывая расщепление кончиков. Это также приводит к тому, что волосы становятся сухими и ломкими, теряют блеск и цвет. Фотохимическое разложение белков приводит к снижению их структурной целостности. Это происходит путем разрыва дисульфидных связей между структурными единицами и образования новых связей путем реакции карбонильных групп с аминогруппами внутри структурных единиц и между ними.
Независимо от типа волос, UVB-излучение является основной причиной потери белка в волосах, тогда как UVA-излучение ответственно за изменение цвета. Хотя тип повреждения, наносимого волосам, зависит только от длины волны излучения, степень повреждения варьируется в зависимости от типа волос. Разные типы волос обладают разной фотостабильностью из-за различий в типе и концентрации меланина. Черные волосы, по-видимому, более фотостабильны, чем светлые, и обеспечивают более высокую защиту от ультрафиолетового излучения, демонстрируя лишь незначительную модификацию волокнистых белков под воздействием облучения. При сравнении фотоповреждений кутикулы потеря белка одинакова между черными и светло-каштановыми волосами, что объясняется отсутствием меланина на поверхности волокон.
Изменения цвета волос также зависят от типа волос, они более выражены у светлых волос, чем у черных.
Химическое повреждение волос
Химические процедуры для укладки волос, такие как химическое выпрямление, обесцвечивание или окрашивание, приводят к серьезным повреждениям волос, особенно если они выполняются не хорошо подготовленными профессионалами.
Например, химическое выпрямление - это химическая процедура, принятая в качестве долговременной альтернативы термическому выпрямлению. Процедура проводится с использованием химических релаксантов, которые придают волосам ровный вид за счет воздействия на цистеиндисульфидные связи в волосах. Наряду с перестройкой дисульфидных связей также происходит структурное повреждение стержня волоса из-за модификации связей кератина, что приводит к ослаблению волос и снижению прочности на растяжение.
Обесцвечивание - это процесс, который позволяет осветлить волосы за счет окисления пигментов меланина, присутствующих в кортексе. Этот процесс разрушает дисульфидные связи и делает кутикулу более пористой, что приводит к снижению прочности при растяжении и появлению ломкости. Фотозащитная функция меланина теряется при его окислении, поэтому обесцвеченные волосы более восприимчивы к дальнейшему повреждению ультрафиолетом.
Перманентные красители используются для изменения цвета волосяных волокон. Как и при обесцвечивании, их эффект также основан на реакциях окисления, происходящих внутри стержня волоса. Для обеспечения их проникновения в стержень волоса применяются щелочные растворы (например, аммиак), разрушающие защитный барьер кутикулы, что делает волосы особенно восприимчивыми к будущим повреждениям. Применение щелочных процедур приводит к удалению липидного слоя, увеличивая гидрофильность и трение волос. Потеря этого гидрофобного слоя уменьшает гладкость волос и делает их более хрупкими.
Термическое воздействие на волосы
Использование фена для сушки волос является обычной практикой. Однако его регулярное использование приводит к повреждению стержня волоса. В то время как высушенные на воздухе волосы имеют хорошо защищенную поверхность, высушенные феном волосы имеют более высокую степень повреждения . Поверхность волос становится более поврежденной при повышении температуры . Сушка волос феном приводит к тому, что края чешуек приобретают вогнутую форму из-за расщепления слоя кутикулы. Структурные изменения, вызванные сушкой феном, не ограничиваются исключительно поверхностью волокон, но также происходят между внутренними слоями кутикулы. На цвет волос также влияет нагрев, они становятся светлее после многократного мытья головы и сушки. Эти изменения в цвете заметны всего после 10 процедур сушки феном при 95 ° C.
Укладка волос горячим выпрямлением или плойкой также наносит волосам вред. Эти процессы происходят при очень высоких температурах, а эффект укладки обусловлен временной перестройкой водородных и дисульфидных связей внутри стержня волоса. Термическое выпрямление способствует перегреву стержня волоса, вызывая его ослабление и разрыв.
Уход за волосами
Люди заботятся о своем здоровье и внешнем виде. Красивые, здоровые и ухоженные волосы и кожа оказывают влияние на окружающих и создают впечатление о себе. Волосы оказывают огромное влияние на имидж человека и самовыражение личности. Некоторые методы, а именно процедуры, выполняемые в парикмахерских, такие как стрижка, окрашивание или укладка волос, применяются с основной целью улучшения состояния волос и самооценки.
Некоторые методы ежедневного ухода также помогают улучшить внешний вид волос. Расчесывание, очищение и применение правильно подобранных средств для ухода за волосами играют важную роль. Домашний уход чрезвычайно важен для поддержания чистоты волос и кожи головы, поддержания их в хорошем состоянии и восстановления или, по крайней мере, смягчения повреждений, вызванных внешними воздействиями.
По той причине, что волосы состоят из мертвых клеток, они не могут быть биологически восстановлены. Единственный способ восстановить их свойства — это физическое восстановление с помощью кондиционера для волос и / или других средств по уходу за волосами, которые могут покрывать или заполнять поврежденную поверхность стержня волоса.
Кондиционеры для волос
Воздействие окружающей среды, термических и химических воздействий приводит к повреждению поверхности волос. Основной причиной потери блеска и текстуры является частичное или полное удаление липидного слоя толщиной с поверхности кутикулы. Отсутствие этой гидрофобной защиты делает волосы более гидрофильными и восприимчивыми к набуханию, тем самым увеличивая их ломкость и трение между волокнами. Как упоминалось, волокна волос состоят из мертвых клеток, которые не способны к самовосстановлению. Чтобы избежать воздействия и повреждения кортекса волоса, поверхность волокна можно покрыть и частично восстановить, нанеся кондиционер для волос, который заполняет поврежденный участок кутикулы.
Кондиционер для волос — одно из многочисленных доступных средств по уходу за волосами. Основная функция кондиционеров — улучшать физические и эстетические свойства волос. Они в первую очередь предназначены для сухих и поврежденных волос и содержат молекулы, которые накапливаются на поврежденных чешуйках кутикулы, заполняя трещины. В результате получается гладкая поверхность с уменьшенным трением между волокнами волоса.
Кондиционеры для волос придают волосам мягкость, блеск и гладкость, уменьшают завивание, уменьшают статическое электричество и облегчают расчесывание волос.
Классификация кондиционеров для волос
Существуют различные косметические подходы к кондиционированию волос. Кондиционеры для волос можно классифицировать по-разному, в зависимости от типа продукта (способа его нанесения на волосы), способа действия или его состава. Наиболее подходящий состав кондиционера зависит от желаемого эффекта и степени повреждения. Различия между различными продуктами будут представлены более подробно.
Шампуни 2 в 1
В составы шампуней кондиционирующие средства входят в качестве добавок для предотвращения или уменьшения негативного воздействия анионных поверхностно-активных веществ, которые увеличивают отрицательные электрические заряды на поверхности волос и создают завивание и трение. Они разработаны для сухих и поврежденных волос, чтобы придать им мягкость и блеск и уменьшить спутывание волос. Хотя некоторая степень кондиционирования может быть достигнута за счет включения кондиционирующих добавок в составы шампуней, их эффект не так выражен, как в составе кондиционеров для волос, возможно, из-за несовместимости компонентов, в частности анионных поверхностно-активных чистящих средств и катионных кондиционеров, которые могут вступать в реакцию друг с другом и, как следствие, создавать комплексы, нерастворимые в воде. В составе шампуней “2 в 1” предполагается двойная функция: очищение и кондиционирование. Таким образом, ожидается, что эти продукты не такие мощные, как те, которые разработаны специально для этой цели. С другой стороны, кондиционеры после мытья головы разработаны специально для придания волосам кондиционного состояния и, следовательно, гораздо более эффективны. Предполагается, что некоторые из них наносятся на определенный период, а затем смываются (например, кондиционеры быстрого действия и глубокого действия), в то время как другие предназначены для того, чтобы оставаться на волосах (например, несмываемые кондиционеры и кондиционеры для сушки феном).
Быстрорастворимые кондиционеры на каждый день (время экспозиции до 5 минут)
Быстрорастворимые кондиционеры являются наиболее распространенными и обычно применяются после каждого мытья волос. Их наносят на влажные волосы, оставляют примерно на 5 минут, а затем смывают водой. Из-за короткого времени контакта быстрорастворимые кондиционеры не обеспечивают наилучшего кондиционирования, но они эффективны при уменьшении сухости, вызванной мытьем головы шампунем, и других ежедневных повреждениях, тем самым помогая улучшить послушность волос. Распутывание волос происходит за счет разглаживания кутикулы, что приводит к уменьшению трения при нанесении на слегка поврежденные волосы.
Кондиционеры глубокого действия
Если волосы сильно травмированы и сухие, рекомендуется использовать кондиционеры глубокого действия, потому что они более концентрированные, чем кондиционеры быстрого приготовления, и предназначены для более длительного воздействия на волосы, обычно на 20-30 минут. Дополнительное воздействие тепла приводит к приподниманию кутикулы и увеличивает проникновение кондиционирующих средств. Для более длительного эффекта кондиционирования часто используют несмываемые составы в дополнение к средствам для ополаскивания или вместо них. Эти средства разработаны для нанесения на влажные или сухие волосы перед сушкой феном или укладкой. Они обычно содержат силиконы или другие легкие полимеры, такие как поливинилпирролидон, которые образуют тонкую пленку, покрывающую поверхность волос и снижающую статическое электричество. Несмываемые кондиционеры и средства для сушки феном полезны для предотвращения повреждений, вызванных ежедневным уходом, и для обеспечения термо- и фотозащиты.
Шампуни “2 в 1”
Шампунь с двойной функцией — очищения и кондиционирования. В состав входят кондиционирующие добавки, придающие волосам послушность, блеск и антистатические свойства. Рекомендуется для сухих, поврежденных или химически обработанных волос. Содержат гидролизованный протеин, силиконы, глицерин, поливинилпирролидон или четвертичные кондиционирующие добавки
Быстрорастворимые кондиционеры
Предназначен для нанесения после мытья головы и смывания через короткий промежуток времени (около 5 минут). Идеально подходит для ежедневного применения на слегка поврежденных волосах, чтобы уменьшить действие ПАВ шампуня и улучшить расчесывание. Содержит бехентримония хлорид и стеаралкония хлорид (четвертичные кондиционеры)
Глубоко / интенсивные кондиционеры
Более концентрированный, чем быстрорастворимые кондиционеры, его следует оставлять на волосах на 20-30 минут. Рекомендуется для очень сухих волос или перед химической обработкой, такой как окрашивание и завивка. Большее количество четвертичных кондиционеров в дополнение к белкам.
Несмываемые кондиционеры
Предназначены для нанесения после мытья головы и кондиционирования, а не смывания. Эти продукты можно наносить ежедневно на влажные или сухие волосы и они идеально подходят для предотвращения повреждений в результате регулярного ухода. Силиконы, масла, поливинилпирролидон или другие пленкообразующие вещества.
Кондиционеры для сушки феном
Они наносятся на подсушенные полотенцем волосы перед сушкой феном и укладкой и могут обеспечивать фотозащиту и предотвращать термическое повреждение. Полезны для людей с тонкими волосами и избыточным выделением кожного сала кожей головы. Те же средства, что и быстрорастворимые кондиционеры, но не содержат масел.
Кондиционеры для придания объема тонким волосам
Они обволакивают стержень волоса, увеличивая его диаметр и создавая иллюзию густоты волос. В качестве кондиционирующего средства они обычно содержат протеины, наносятся на подсушенные полотенцем волосы перед укладкой и пленкообразующие агенты, такие как силиконы или гидролизованные белки, такие как кератин.
Существует большое разнообразие продуктов с кондиционирующими свойствами, и даже для каждого типа продуктов может быть введено большое количество разнообразных соединений для придания волосам хорошего состояния. В зависимости от серьезности повреждения, для создания специальных кондиционеров для волос для каждого типа волос и степени повреждения используются различные классы соединений с различным поведением и способами действия.
Существует обширный список соединений, обладающих кондиционирующими свойствами. Некоторые из них включают природные полимеры (например, целлюлозу, крахмал и их производные), синтетические полимеры (например, поливинилпирролидон, полиакрилаты, силиконы и т.д.), смолы и гидролизованные белки. На взаимодействие кондиционирующих соединений с волосами влияют свойства полимера, например, его молекулярная масса, гидрофобность и плотность заряда. Таким образом, ожидается, что различные классы кондиционирующих средств будут действовать по-разному и придавать волосам разные свойства.
Кондиционирование волос достигается по крайней мере с помощью одного из трех ключевых процессов, представленных ниже:
Нейтрализация отрицательных зарядов волокон волос путем адсорбции катионных соединений на поверхности.
Смазывание кутикулы за счет восстановления гидрофобного характера стержня волоса.
Восстанавливление утраченных протеинов и удержанию влаги благодаря обработке небольшими молекулами протеинов, проникающими в стержень волоса.
Каждый из этих путей достижения гладкости, блеска и послушности волос достигается за счет использования соединений различной химической природы.
Кондиционеры для волос можно разделить на три класса в зависимости от их состава и механизма действия: катионные, пленкообразующие и кондиционеры на основе белка.
Катионные кондиционеры. Действуют путем нейтрализации отрицательных зарядов поврежденных волос путем осаждения положительно заряженных молекул на поверхности волос. Мягкость и гладкий внешний вид волос достигается за счет уменьшения статического электричества кутикулы. Отлично подходит для химически обработанных волос.
Состав: четвертичные аммониевые соединения: хлорид цетримония, хлорид стеаралкония и др.
Катионные кондиционеры характеризуются присутствием катионных поверхностно-активных веществ, также известных как четвертичные аммониевые соединения. Благодаря своему положительному заряду этот тип кондиционирующих средств нейтрализует отрицательные заряды волос, способствуя снижению уровня статического электричества. Тонкая пленка кондиционера, которая адсорбируется на поверхности волос, разглаживает кутикулу, делая ее гладкой и улучшая мягкость и блеск волос. Катионные поверхностно-активные вещества очень эффективны для кондиционирования химически обработанных волос из-за их высокой плотности отрицательных зарядов. Несколько солей четвертичного аммония используются в качестве кондиционирующих средств в составах для ухода за волосами, таких как хлорид цетримония, хлорид бехентримония, хлорид стеаралкония и др. Эти соединения имеют гидрофильную, положительно заряженную группу, которая взаимодействует с стержнем волоса посредством электростатических взаимодействий, и одну или несколько гидрофобных алкильных цепей, которые направлены к внешней поверхности, что позволяет им частично восстанавливать утраченную гидрофобность. Это также помогает улучшить совместимость между волосами и другими соединениями в составе, которые синергически способствуют кондиционирующему эффекту (такими как масла), изменяя гидрофильный характер поверхности волос.
Пленкообразующие кондиционеры. Действуют путем нанесения полимеров, которые образуют пленку, заполняющую дефекты на поверхности кутикулы и покрывающую стержень волоса, восстанавливая его мягкость и блеск. Они также могут быть положительно заряжены и снижать статическое электричество анионных поврежденных стержней волос.
Состав: пленкообразующие агенты, такие как поливинилпирролидон (PVP), силиконы и масла.
Пленкообразующие кондиционеры изготавливаются из высокомолекулярных полимеров, которые образуют тонкую пленку, покрывающую поверхность волосяного волокна и заполняющую дефекты кутикулы. Это покрытие разглаживает поверхность кутикулы и уменьшает трение между стержнями волос. Следовательно, на покрытых волосах будет меньше статического электричества. Силиконы являются одними из наиболее распространенных пленкообразующих веществ, используемых в кондиционерах. Существуют различные типы силиконов, которые демонстрируют различную способность к осаждению, прилипанию и смыванию, в результате чего получаются кондиционеры с различными характеристиками. Диметикон наиболее часто используется в семействе силиконов. Это гидрофобный полимер, поэтому он будет способствовать восстановлению гидрофобности волос и действовать как смазка. Однако адсорбция гидрофобных полимеров будет выше в первичных волосах с ограниченным повреждением. Чтобы способствовать отложению диметикона на анионных волокнах, в состав добавляются дополнительные катионные связующие агенты для увеличения сродства между заряженными волосами и силиконом. Альтернативный подход заключается в добавлении катионно модифицированных полимеров, которые сочетают пленкообразующее действие высокомолекулярных полимеров с усиленным взаимодействием катионных поверхностно-активных веществ и последующей нейтрализацией поверхностного заряда волос. Катионные полимеры, такие как поликватерниум-10 (кватернизированная целлюлоза) и поликватерниум-7 (сополимер хлорида диаллилдиметиламмония и акриламида), широко используются, но чаще в составах шампуней, чем в кондиционерах.
Кондиционеры на протеиновой основе. Содержит аминокислоты и небольшие полипептидные фрагменты гидролизованных белков, которые могут проникать в стержень волоса и восстанавливать поврежденные волосы за счет восстановления утраченных белков и повышения прочности волос. Избыток белков вымывается при мытье волос, поэтому их действие носит временный характер.
Состав: животный белок, яйца, плацента, коллаген, кератин, пиво и другие.
Кондиционеры, содержащие в своем составе протеины, эффективно улучшают здоровье волос, временно восстанавливая их повреждения, особенно на секущихся кончиках. Обветривание волос приводит к удалению внешних чешуек кутикулы и делает волосы хрупкими и восприимчивыми к ломкости или сечению. Кондиционеры на основе белков состоят из низкомолекулярных (т.е. от 1 до 10 кДа) гидролизованных фрагментов белка, таких как аминокислоты или небольшие пептиды, которые могут проникать в стержень волоса, связываться с кератином и восстанавливать утраченные белки. Это значительно улучшает прочность волос и помогает избежать дальнейшего повреждения. Гидролизованные белки получают из различных источников, таких как животный коллаген, кератин, плацента и др.. Эффективность кондиционера зависит не столько от источника белка, сколько от размера его частиц и, как следствие, способности проникать внутрь стержня волоса и оставаться внутри него. Время контакта также является важным фактором: для достижения большего эффекта кондиционер следует оставлять в контакте с волосами на более длительный период, позволяя таким образом белкам проникать в волокна. Эффект протеинового кондиционирования носит временный характер: излишки протеинов, прикрепленные к волосам, удаляются при мытье головы шампунем, и поэтому необходимо повторно наносить кондиционер для поддержания кондиционирующего эффекта.
Важно знать
В состав большинства средств для ухода за волосами входит смесь различных кондиционирующих средств для повышения их эффективности. В кондиционерах для волос помимо катионных поверхностно-активных веществ обнаружены высокие концентрации жирных спиртов, таких как цетиловый и / или стеариловый спирты, или других липидных компонентов. Это выгодно, потому что гидрофобные смазки, такие как масла и силиконы, не так совместимы с поврежденными волосами, как катионные соединения. При добавлении катионных поверхностно-активных веществ в дополнение к этим пленкообразующим агентам они будут действовать как связующие мостики между высокополярными, отрицательно заряженными волосами и неполярными кондиционерами. Как показано ранее на рисунке 7, катионные поверхностно-активные вещества взаимодействуют с волосами посредством своей катионной полярной группы, оставляя тонкую пленку гидрофобных алкильных цепей, обращенных к внешней поверхности, которая является совместимой подложкой для дальнейшего нанесения гидрофобных соединений.
Физико-химические принципы процесса кондиционирования волос
Как обсуждалось выше, на структуру и эстетические свойства волос могут влиять различные факторы. Некоторые из них вызывают серьезное повреждение волокон волос, например, при химической обработке, но даже воздействие окружающей среды изменяет поверхность и целостность волос, придавая им нездоровый вид. Эти изменения могут быть вызваны, например, удалением самого внешнего липидного слоя, который ковалентно связан с кутикулой, или окислением дисульфидных связей остатков цистина до цистеиновой кислоты, вызванным длительным воздействием солнечного света. Избыток кислотных групп подвергается диссоциации в водной среде и увеличивает плотность заряда в стержне волоса. Эти модификации меняют характер поверхности волос с высокогидрофобной и слабо заряженной на гидрофильную, полярную и отрицательно заряженную поверхность. Было заявлено, что использование кондиционеров эффективно для предотвращения или лечения этих нежелательных изменений. Эффективность кондиционеров для волос зависит от их состава, а также от их способности осаждаться на поверхности волос и оставаться прикрепленными к ним. Поэтому понимание взаимодействий между ингредиентами кондиционера и волосами имеет чрезвычайное значение, поскольку они будут влиять на распределение, густоту и, следовательно, на надлежащее функционирование кондиционеров.
Разнообразие кондиционеров для волос велико, и их различные соединения действуют по-разному из-за различных взаимодействий, которые управляют их нанесением или впитыванием в волосы. Например, гидролизованные белки небольшого размера могут проникать в стержень волоса, тогда как полимеры с высокой молекулярной массой действуют только на поверхности кутикулы, адсорбируясь посредством ван-дер-ваальсовых взаимодействий или связываясь посредством химических или электростатических взаимодействий. Поскольку кондиционеры для волос представляют собой водные растворы или суспензии, количество продукта, оседающего на волокнах, зависит от баланса между его взаимодействием с кератином, его гидрофильностью или силами связывания с водной фазой и скоростью его диффузии. Адсорбция различных соединений кератином волос рассматривается как непрерывный спектр механизмов между процессами, управляемыми зарядом, и гидрофобными процессами. Некоторые соединения, такие как водорастворимые катионные поверхностно-активные вещества, при рН выше изоэлектрической точки белков волос адсорбируются на их поверхности по существу за счет заряженного механизма из-за притяжения между положительно заряженными ионами четвертичного аммония и отрицательно заряженными волосами. Напротив, адсорбция нерастворимого в воде диметикона из анионной среды шампуня на поверхности волос в основном обусловлена гидрофобными взаимодействиями. Эти примеры представляют крайние области спектра. Однако незначительные структурные изменения в адсорбирующих соединениях или в условиях среды, такие как изменение рН, могут вызвать изменения в механизме адсорбции в сторону промежуточного смешанного процесса с участием как заряда, так и гидрофобных взаимодействий. На взаимодействие с кератином влияют различные факторы, такие как размер молекул и заряд кондиционирующих средств, рН среды и свойства волос, такие как степень повреждения и изоэлектрическая точка. Изоэлектрическая точка и рН среды влияют на механизм осаждения различных соединений, поскольку эти факторы напрямую связаны с суммарным зарядом волос. Изоэлектрическая точка волос кислая, около 3,67. Это означает, что при превышении этого значения pH волосы будут иметь отрицательную плотность заряда, и катионные кондиционеры склонны к электростатическому взаимодействию с ними. В случае поврежденных волос большее количество кондиционеров адсорбируется из-за их более низкой изоэлектрической точки, что увеличивает концентрацию отрицательных зарядов на поверхности.
Альтернативные кондиционирующие средства
Некоторые из обычных средств для ухода за волосами вызывают раздражение кожи и глаз, оказывают неблагоприятное воздействие на окружающую среду. В связи с этим ведется разработка высокоэффективных кондиционеров с низким воздействием на здоровье человека и окружающую среду. Растет осведомленность общества об экологических проблемах, что приводит к тому, что предпочтение отдается экологически чистым составам на натуральной основе.
Обычной практикой, принятой косметической промышленностью для повышения экологичности косметических продуктов, является производство составов, содержащих натуральные ингредиенты. Такой подход позволяет производителям косметики соответствовать ожиданиям потребителей в отношении производства более экологичных составов.
Кондиционеры на основе белка, например, можно легко приготовить из натуральных ингредиентов. Гидролизованные белки кератина овечьей шерсти великолепно восстанавливают волосы. Однако использование продуктов животного происхождения связано с этическими ограничениями. Потому белки, полученные из растительных источников, являются более привлекательным сырьем для разработки составов по уходу за волосами. Белки растительного происхождения, такие как полученные из киноа, жожоба, баобаба, сои или риса, могут использоваться в качестве кондиционирующих средств в косметических составах. Пептиды, синтезированные из аминокислот природного происхождения, также предлагаются в качестве эффективных, устойчивых кондиционирующих средств с настраиваемой структурой и свойствами.
Липиды на растительной основе также могут действовать как кондиционирующие средства и восстанавливать гидрофобный характер стержня волоса, заменяя естественный липидный слой волоса.
Сильно поврежденные волосы, особенно химически обработанные, имеют более низкую изоэлектрическую точку и, следовательно, более высокую плотность негативных участков. Из-за этого люди с поврежденными волосами испытывают трудности с достижением желаемого эффекта кондиционирования без использования катионных кондиционеров. Однако наиболее распространенные катионные поверхностно-активные вещества в основном получают из продуктов нефтехимии, которые плохо поддаются биологическому разложению и обладают острой токсичностью. Природные возобновляемые ресурсы исследуются для разработки катионных кондиционеров с минимальным воздействием на окружающую среду и здоровье человека.
Эстеркваты представляют собой распространенный класс катионных поверхностно-активных веществ, которые могут вводиться в составы по уходу за волосами в качестве кондиционирующих средств. Эстеркваты представляют собой четвертичные аммониевые соединения, полученные из алканоламинов, в основном триэтаноламина, метилдиэтаноламина или диметиламино-1,2-пропандиола, и жирных кислот, таких как олеиновая или пальмитиновая кислоты, из растительных масел. Сложные эфиры, содержащие расщепляемые сложноэфирные связи, связывают жирные кислоты с головной группой четвертичного аммония. Алкилэфиркваты стали более экологически чистой альтернативой традиционным и более стабильным алкилкватам. По сравнению со стабильными кватами общие экологические характеристики эстеркватов превосходны, поскольку они демонстрируют отличные показатели биоразлагаемости и низкой токсичности. Это стимулирует их использование в нескольких областях, в том числе в качестве кондиционирующих средств в составах по уходу за волосами. Хотя более низкая стабильность сложных эфиров, вызванная наличием расщепляемых сложноэфирных связей, полезна с экологической точки зрения, это может ограничить некоторые области применения или вызвать трудности, поскольку их стабильность в водных растворах ограничена узким диапазоном рН и в течение определенного периода. Некоторые примеры коммерчески доступных сложных эфиров включают дизанкроилэтилдимония хлорид и диолеолэтилгидроксиэтилмония метосульфат. Эти соединения производятся из растительного сырья, такого как подсолнечное масло. Оба кондиционирующих средства могут использоваться в качестве кондиционирующих средств в широком ассортименте продуктов, таких как ополаскивающие или несмываемые кондиционеры для волос, средства для укладки волос и кондиционирующие шампуни.
Протеины пшеницы в основном состоят из глютенина и глиадина, которые содержат высокое содержание меж- и внутриполипептидных дисульфидных связей. По этой причине протеины пшеницы являются перспективными кондиционирующими средствами для восстановления поврежденных волос.
Солюбилизация – это увеличение растворимости плохо растворимого в воде вещества с поверхностно-активными веществами. ↩︎
Гидрофобность (от др.-греч. ὕδωρ — вода и φόβος — боязнь, страх) — это физическое свойство молекулы, которая «стремится» избежать контакта с водой. ↩︎
Среди европейских ученых преобладало мнение, что человеческий вид зародился в районе Кавказских гор. ↩︎
Опубликовано15.02.2024
Обновлено17.10.2024
Топ бальзамов для осветленных волос: восстановление, увлажнение и защита в одном флаконе
Рейтинг шампуней для восстановления волос после осветления
