Классификация и характеристика растворителей в косметической химии

Классификация поверхностно-активных веществ

- Природные ПАВ

- Мыла

- Анионные ПАВ

- Катионные ПАВ

- Амфотерные ПАВ

- Неионогенные ПАВ

К ПАВ природного происхождения, прежде всего, относятся полярные липиды. Они широко распространены в живых организмах. В биологических системах поверхностно-активные вещества выполняют по сути те же функции, что и синтетические ПАВ в технических системах. Так, например, они помогают организму преодолеть проблему растворимости малорастворимых веществ, являются эмульгаторами и диспергаторами, а также модификаторами поверхности и т. д. Можно привести много интересных примеров, характеризующих роль ПАВ в биологических системах. Так, соли желчных кислот являются чрезвычайно эффективными солюбилизаторами гидрофобных компонентов крови смеси фосфолипидов, упаковываются в упорядоченные бислои по типу жидких кристаллов ПАВ и из таких структур состоят клеточные мембраны. Ярким примером природного ПАВ, которое непосредственно, без химических процедур, получают из природных источников, является лецитин. Лецитин экстрагируется из источников, богатых фосфолипидами. Некоторые микроорганизмы эффективно продуцируют природные ПАВ. Можно получать с хорошими выходами как высокомолекулярные поверхностно-активные компоненты, например липополисахариды, так и низкомолекулярные полярные липиды, особенно если микроорганизмы культивируются на водо нерастворимом субстрате. Несмотря на достигнутый прогресс, коммерческое использование подобных ПАВ все еще ограниченно из-за их высокой стоимости.

- Лецитин

- Масло какао

- Насыщенные жирные кислоты

Анионные, или анионактивные ПАВ при растворении в воде образуют отрицательно заряженные ионы с длинной углеводородной цепочкой (органические анионы) и обычный катион. Главная причина популярности этих ПАВ -- простота и низкая стоимость производства. По сравнению с мылами обладают меньшим раздражающим эффектом и отлично сочетаются с другими ПАВ.

Катионные, или катионактивные, ПАВ - сложные эфиры многоатомных спиртов. При растворении в воде образуют положительно заряженные ионы (органические катионы) и низкомолекулярный анионНаходят значительно меньшее применение в косметике, из-за их жесткого раздражающего действия на кожу по сравнению с анионактивными ПАВ.

Амфотерные ПАВ способны в зависимости от рН среды вести себя как анионактивные (в щелочной среде) и как катионактивные (в кислой среде). Они хорошо совместимы с анионными и катионными ПАВ, не меняют своих потребительских свойств при изменении рН среды. Амфотерные ПАВ обладают мягким дерматологическим действием на кожу, поэтому широко применяются в пеномоющих средствах для детей и для людей с чувствительной кожей.

Если молекулы ПАВ при растворении в воде не образуют ионов, то такие ПАВ называют неионными, или неионогенными. Неионные ПАВ имеют более слабую пенообразующую способность, чем анионные ПАВ, но их действие на кожу значительно мягче. Они стабилизируют мыльную пену, обладают мягкими свойствами загустителя. Реставрируют наружные слои эпидермиса и волос. Способствуют активизации действия лечебных добавок очищающего средства. Это наиболее перспективный и быстро развивающийся класс ПАВ.

1.8 Абразивные вещества и наполнители

Абразивные вещества -- это порошкообразные твердые вещества минерального или органического происхождения. Абразивные вещества добавляют в косметические средства для механического очищения кожи, для удаления отмерших клеток и грязи. Так же используются в качестве основы для зубных паст и в декоративной косметике. Абразивные вещества также вводят в косметические рецептуры в количестве 25--50% от массы цветных пигментов. Таким образом, они заменяют в композициях часть дорогостоящих пигментов, при этом укрывистость последних практически не уменьшается.

В зависимости от природы происхождения абразивные вещества делят на: силикаты, оксиды металлов, крахмалы и натуральные абразивы.

Силикаты - это соли кремниевых кислот, а также минералы, содержащие кремний. Силикат образуется путем соединения диоксида кремния и оксида другого химического элемента.

Оксиды металлов - это соединения металлов с кислородом. Эта группа придает цвет, перламутровые оттенки, непрозрачность, обеспечивает равномерность нанесения, обладает хорошей кроющей способностью (плотные маскирующие средства), экранируют и отражают УФ лучи.

Крахмал -- высокомолекулярное вещество класса углеводов. Полисахарид растительного происхождения, содержащийся в зернах пшеницы, риса, кукурузы, корнеплодах картофеля и других пищевых культур. Используется в детских присыпках, масках, при пластическом массаже, в румянах и сухих шампунях, зубных пастах, гигиеническом тальке.

Натуральные абразивные вещества - это мелкие абразивы естественного происхождения. В процессе применения они удаляют отмершие частички слоя кожи - эпидермиса, глубоко очищают поры, способствуя приток крови к лицу и шее.

Также в современной косметологии, помимо рассмотренных выше, существуют и другие виды абразивов. Такие как полиамидный порошок, нейлоновые и слюдяные частицы.



1.9 Высокомолекулярные соединения для образования гелей и лаков

Высокомолекулярные соединения - это макромолекулы или полимеры, которые располагаются в растворителе в виде сеток, или сотовых конструкций, капиллярные камеры которых находятся в жидкой среде, что приводит к образованию геля. В составе косметических средств высокомолекулярные вещества могут быть загустителями (т е. повышать вязкость композиции), пленкообразующими веществами, стабилизаторами композиции и применяться для создания пространственной структуры. Наибольшее распространение в косметике получили инертные неионогенные полимеры, такие как полиэтилен, полиэтиленгликоль, поливиниловый спирт, поливинилпирролидон и анионные полиэлектролиты, такие как, например, карбоксиметилцеллюлоза и ее соли, полиакрилаты и их сополимеры.

Гели (от лат. gelo -- застываю), дисперсные системы с жидкой или газообразной дисперсионной средой, обладающие некоторыми свойствами твёрдых тел: способностью сохранять форму, прочностью, упругостью, пластичностью. К коллоидным растворам можно отнести яичный белок, мыльный раствор, желатиновое желе, клеи и т.д. Гелеобразующие вещества позволяют регулировать консистенцию косметических изделий. Гелеобразующие вещества получают как из природных продуктов, так и синтетическим путем.

К природным полимерам обычно относят как полимеры природного происхождения, так и соединения, полученные из натуральных источников.

Органические ВМС являются основой живой природы. Важнейшие соединения, входящие в состав растений - полисахариды (целлюлоза, крахмал), лигнин, белки, пектиновые вещества.

Каррагенан выделяют из красных морских водорослей (карраген, ирландский мох).

Альгинаты (натрия, калия, аммония, кальция) -- производные альгиновой кислоты, которую выделяют путем кислотной обработки из бурых водорослей семейства ламинарий. Альгиновая кислота слаборастворима в воде, образуя вязкую дисперсию, нетоксична..

Крахмал -- высокомолекулярное вещество класса углеводов. Его используют как структурообразующий компонент и нейтрализатор в шампунях от перхоти, ополаскивателях для волос и т. д.

Гуммиарабик (аравийская камедь) - вязкая прозрачная жидкость, выделяемая различными видами акаций, затвердевающая на воздухе. В косметике используют в лосьонах и защитных кремах, где он выполняет функции стабилизатора для увеличения вязкости и улучшения поверхностных свойств, для защитной смазки и улучшения органолептических характеристик готового изделия.

Декстраны -- это высокомолекулярные полисахариды, содержащие разветвленные цепи остатков глюкозы, которые являются продуктами жизнедеятельности бактерий и грибков. Используются как эмульгаторы и загустители в кремах, лосьонах, а также как разбавители для сухих экстрактов.

В основе живого мира также лежат ВМС - белки, являющиеся главной составной частью почти всех веществ животного происхождения. Мышцы, соединительные ткани, мозг, кровь, кожа, волосы, шерсть, рог состоят в основном из высокомолекулярных белковых веществ.

Желатин -- продукт денатурации коллагена -- обладает желирующей, загущающей и водоабсорбционной способностью. Так как желатин является питательной средой для бактерий, то препараты с ним требуют эффективной защиты консервантами.

Альбумин - белок, относящийся к группе простых белков, содержится в сыворотке крови, яичном белке, молоке, семенах растений. Используется в косметике в качестве гидролизата, для размягчения и разглаживания кожи.

Козеин- сложный белок, который выделяется при ферментативной обработке молока. Казеин представляет собой белый порошок, гигроскопичен, используется как эмульгатор и пленкообразователь в кремах и масках для лица.

Большая группа высокомолекулярных соединений, применяемых в косметике, образуется при переработке природного полимера -- целлюлозы. Чаще всего в косметических рецептурах используют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ), метилцеллюлозу (МЦ), гидроксиэтилцеллюлозу (ГЭЦ) и этилцеллюлозу (ЭЦ), а также некоторые другие эфиры. В косметических изделиях они используются для создания необходимой консистенции в изделии, для стабилизации и повышения вязкости (загущения) эмульсий и суспензий.

Метилцеллюлоза - представляет собой простой эфир целлюлозы и метилового спирта.

Этилцеллюлоза --представляет собой простой эфир целлюлозы и этилового спирта; получается действием хлористого этила на щелочную целлюлозу в присутствии едкого натра. При использовании даже в небольших количествах выступает как загуститель.

Гидроксиэтилцеллюлоза - производное целлюлозы, неионный водорастворимый полимер, используемый в косметических формулах для достижения вязкости и стойкости эмульсий. Применяют как стабилизатор, загуститель и пленкообразователь.

Карбоксиметилцеллюлоза - эфир целлюлозы, продукт ее взаимодействия с монохлоруксусной кислотой. Белое порошкообразное вещество без запаха и вкуса. Получают как побочный продукт переработки хлопка. Обладает эмульгирующими, загущающими, пенообразующими, стабилизирующими, смягчающими, гелеобразующими, пленкообразующими свойствами..

Синтетические полимеры и сополимеры получают из ряда мономеров, таких как акриловая кислота и ее эфиры, винилпирролидон, окись этилена и окись пропилена. Акриловая кислота и ее производные из-за токсичности и канцерогенности, представляют опасность для человека и для клеточных систем кожи. ПВП и его сополимеры хорошо адсорбируются на волосах, ногтях (на кератине), биологически инертны. Применяется в производстве маникюрных лаков и накладных ногтей. Водные растворы поливинилпирролидона устойчивы в присутствии неорганических солей, анионных и катионных полимеров. Поэтому он применяется в составе шампуней, кремов для рук, кремов для бритья, в зубных пастах, в солнцезащитных композициях в количестве до 3%.

1.10 Консерванты

Для микробиологической защиты косметических композиций и для безопасности потребителей косметики в течение всего срока ее годности в состав изделий добавляют специальные вещества -- консерванты.

Консервант -- крайне важный компонент в косметической композиции, благодаря которому существенно уменьшается риск микробного заражения, способного вызвать порчу косметического изделия, а в ряде случаев -- заболевание потребителей. Основная цель применения консервантов -- убивать бактерии, дрожжи и плесневые грибы в изделии, либо замедлять их рост и развитие.

К консервантам предъявляют ряд требований: широкий спектр активности (против грамположительных и грамотрицательных бактерий, плесневых грибов и дрожжей); достаточно высокая скорость уничтожения микроорганизмов; эффективность на протяжении всего срока хранения продукта; безопасность использования с точки зрения физиологии человека; совместимость со всеми сырьевыми ингредиентами рецептуры и материалом упаковки; отсутствие цвета и запаха, консервант не должен также влиять на органолептические свойства изделия; хорошая растворимость в воде; эффективность в широком диапазоне рН; термостабильность; биоразлагаемость и экологическая безопасность; удобство применения; привлекательность с экономической точки зрения.

Консерванты можно разделить на:

1. Антиоксиданты -- ингибиторы окисления, природные или синтетические вещества, способные замедлять окисление жировых компонентов.

2. Инактиваторы проокислителей - способны замедлить процесс окисления

3. Бактерициды - вещества, способные убивать бактерии и другие микроорганизмы.

4. Бактериостатики - это вещества, вызывающие временную потерю бактериями способности к размножению.

5. Фунгициды - вещества, уничтожающие вредоносные грибы.

Натуральные консерванты - это природные компоненты, которые являются безопасными для человека. Косметику с природными консервантами, такими, как эфирные масла и антиоксиданты, придётся хранить не так долго, как с синтетическими, кроме того у них слишком мягкое бактериостатическое и узко специфичное действие, требующее использования в производстве больших доз консервантов, что значительно увеличивает стоимость производства и является невыгодным современному производителю. Поэтому чаще всего натуральные консерванты добавляют в косметические средства с целью снизить концентрацию синтетических. Наиболее часто используемыми считаются сорбиновая, бензойная и лимонная кислоты. Также хорошо известны своими бактерицидными свойствами и другие природные консерванты, такие как прополис, мед, морская соль, витамины А и Е, клюква, брусника, смородина, эфирные масла, кора сосны, водоросли, а также экстракты из листьев эвкалипта, черемухи, березы, черной смородины и семян грейпфрута.

У консервантов природного происхождения есть ряд существенных недостатков, вследствие чего широкое применение в косметических средствах приобрели химические, искусственно синтезированные консерванты. Одним из их плюсов для производителей является их дешевая стоимость, а также то, что они значительно продлить срок годности крема. Наиболее часто и широко в косметике используют производные мочевины, изотиазолинона, а также парабены.

К запрещенным консервантам можно отнести производные формалина и других альдегидов. Они денатурируют биоорганические молекулы, а это ведет к прогрессирующему старению кожи. Галогенорганические соединения - молекулы которых содержат хлор, бром, фтор, йод, имеют значительный аллергенный потенциал и, попадая в ткани, могут накапливаться и разлагаться в них.

Запрещеннымы консервантами являются:

Бронопол -- химическое название 2-бром-2-нитропропан-1,3-диол. В щелочной среде разлагается с выделением формальдегида. Применяется как консервант в бесцветных шампунях, кремах, в косметике для губ и для глаз.

Формальдегид - относится к альдегидам. Бесцветный горючий газ с едким характерным запахом. В косметических препаратах он может взаимодействовать с солями железа и тяжелых металлов, с белковыми соединениями, формальдегид разрушает витамин С, некоторые красители и эфирные масла.

Параформ - продукт полимеризации формальдегида и содержит его не менее 95 %. Обладает широким спектром фунгицидного и бактерицидного действия. Параформ является горючим веществом. При длительном контакте вызывает системные нарушения в работе всех органов, в том числе мозга, печени и сердца.

1.11 Душистые вещества

Душистые вещества - органические соединения с характерным приятным запахом, применяемые при производстве различных парфюмерных и косметических изделий, мыла, синтетических моющих средств, пищевых и др. продуктов. Душистые вещества широко распространены в природе. Они входят в состав эфирных масел, душистых смол и др. сложных смесей органических веществ, выделяемых из продуктов как растительного, так и животного происхождения. Отдушка -- это сложная смесь синтетических и полусинтетических композиций, которую добавляют в косметический препарат, чтобы заглушить специфический запах основы. Для создания парфюмерной отдушки парфюмер комбинирует натуральные эфирные масла и душистые вещества с различными профилями аромата для получения наилучших образцов. В зависимости от происхождения исходного сырья и способов получения душистые вещества делят на: натуральные, полусинтетические и синтетические.

Натуральные душистые вещества получают из смесей природного происхождения, не подвергая их химическим превращениям. Основные способы выделения душистых веществ из природного сырья -- отгонка с паром, экстракция, прессование. Из природных ароматических веществ сейчас чаще всего используются эфирные масла, смолы, бальзамы, мускус и амбра.

Эфирные масла - легкоиспаряющиеся масла. Содержаться в цветах, листьях и стеблях растений. Большинство эфирных масел представляют собой бесцветные, либо слабоокрашенные жидкости со специфическим запахом и вкусом. Эфирные масла практически нерастворимы или малорастворимые в воде (до 0,001%), но при взбалтывании с водой придают ей вкус и запах. Они растворимы в жирных и минеральных кислотах, в спирте, эфире и других органических растворителях, а также в натуральных продуктах (например, в молоке, сливках, меде, растительных маслах). В химическом отношении они не являются маслами, это разнообразные органические соединения. В косметологии часто используются масло пихты, масло чайного дерева, камфорное масло, масло лимоны, масло апельсина, масло розы, масло розмарина, иланг- иланг, гвоздичное масло, масло пачули, масло лаванды, масло корицы, масло эвкалипта, масло мяты, масло бергамота, масло нероли, масло герани, масло сандала, масло грейпфрута, масло можжевельника, масло ромашки голубой, анисовое масло, масло жасмина, масло мирра, масло кипариса, масло базилика.

Смолы и бальзамы природные -- вещества растительного происхождения, имеющие сложный химический состав. Не растворяются в воде, растворяются в органических растворителях. Накапливаются в растениях и деревьях в специальных каналах. Смолоносные породы многочисленны. К ним относятся хвойные и лиственные деревья (пихта, ель, сосна, береза белая, тополь черный и др.), тропические и субтропические деревья и растения, дающие, например, копайский и перуанский бальзамы, стиракс, бензой, олибанум, мирру.

Душистые вещества животного происхождения - это высушенные железы самцов некоторых животных или выделения желез внутренней секреции и других органов. Душистые вещества животного происхождения используются только в виде настоев для фиксации аромата. Сырьё животного происхождения дороже других компонентов, т.к. его получение связано с забиванием редких животных, но именно его наличие или отсутствие определяет уровень качества духов. Душистые вещества животного происхождения обогащают парфюмерные композиции, придают им утонченность, усиливают темпераментность, служат продолжительности восприятия. Наиболее ценными и распространенными считаются амбра, мускус, кастореум и цибетин.

Синтетические душистые вещества -это продукты химической переработки нефти, каменного угля, древесины и эфирных масел, из которых выделяют отдельные составные части, перерабатывают в душистые вещества. Большинство природных душистых веществ довольно просто приготовить синтетическим путем. В настоящее время синтезировано значительное количество душистых веществ, в связи с непостоянством качества и некоторой дефицитностью натуральных душистых веществ. Синтетические душистые вещества могут иметь не только запахи, соответствующие запаху цветов или свежей зелени, но и такие, которые не встречаются в природе, благодаря чему возможно создание духов и других парфюмерных товаров с различными фантазийными запахами, что позволяет значительно расширить ассортимент парфюмерных товаров. Они достаточно аллергичны, поэтому используются в основном в моющих средствах.

Недостатком использования отдушек является угроза проявления до 20% аллергических реакций кожи (дерматиты).

1.12 Красители

Косметическая промышленность практически не может существовать без красителей: декоративная косметика, краски для волос и даже шампуни или кремы -- все это должно иметь цвет. Краситель обеспечивает и гарантирует косметическому изделию заявленный цвет, он должен быть чистым и стойким в течение всего срока годности продукции. Цвет и способность окрашивать другие вещества находятся в прямой зависимости от состава и строения молекул красителя.

Красители подразделяются в зависимости от области своего применения, от физических и химических свойств, а также от природы своего происхождения. В связи с этим существует несколько классификаций красителей.

1. По растворимости различают водорастворимые, маслорастворимые и нерастворимые красители.

2. По рН различают кислотные, щелочные и нейтральные пигменты.

3. Органические и неорганические.

4. Красители классифицируют по области применения: для пищевой, фармацевтической и косметической промышленности;

5. По химическому строению красители классифицируют следующим образом: индиго и индегоидные красители - один из древнейших красителей, который получали из растительного сырья - тропического растения Indigofera, в соке которого содержится индикан - гликозид индоксила; нитрокрасители -- они являются токсичными; азокрасители -- получают из соединений фенола и азониевых оснований; трифенилметановые красители -- наиболее распространенная группа красителей, могут вызывать аллергические реакции; ксантановые красители могут быть кислотными и основными, широко применяется в декоративной косметике; антрахиноновые красители -- красители на основе анграхинона, высоко устойчивы к действию света, могут вызывать раздражение кожи, аллергические реакции, дерматиты.

Природные красители - органические соединения, которые вырабатываются живыми организмами и окрашивают животные и растительные клетки и ткани. В основном соединения желтых, коричневых, черных и красных цветов разных оттенков, очень мало синих и фиолетовых, зеленые, как правило, отсутствуют. Содержат полезные биологически активные добавки, витамины, гликозиды, органические кислоты, ароматические вещества, микроэлементы. Красителей природного происхождения великое множество, но наиболее часто используемые красители - это куркумин, лютеин, каротины, аннато, паприка, кармин, свекольный краситель, антоцианы, хлорофилл и его производные, голубой карнин и карамельный колер.

Синтетические красители - это красители, полученные химическим путём из органических и неорганических веществ, представляющие собой соединения, хорошо растворимые в воде, и по результатам исследований, разрешенные для использования в пищевой промышленности. Содержание в них основного красящего вещества обычно 70-95%. Синтетические пищевые красители применяют индивидуально.



1.13 Солнцезащитные фильтры

Солнечное излучение представляет собой поток электромагнитных волн с разной длиной волны у и энергией. В зависимости от длины волны свет делят на диапазоны:

1. Гамма лучи или рентгеновское излучение (у <100 нм)

2. Дальнее ультрафиолетовое излучение (у = 100--200 нм),

3. Ближнее ультрафиолетовое излучение (у = 200--400 нм),

4. Видимый свет (у = 400 -700 нм)

5. Инфракрасный свет и тепловое излучение (у > 700) нм

Земной поверхности достигает излучение с длиной волны 290 нм и более. На весь УФ - диапазон приходится примерно 9% суммарной энергии солнечного света. Доказана исключительная роль УФ - излучения в синтезе витамина D, в метаболизме Са, а также в ряде кожных заболевания обостряющихся в зимние месяцы.

Ультрафиолетовый свет принято делить на три области в зависимости от их повреждающего действия на кожу. В таблице 1 показаны области УФ -спектра и их проникающая способность.

Таблица 1 - Области УФ - излучения в зависимости от повреждающего действия на кожу.

Солнечный спектр	УФ - излучение
у, нм	УФС 200-290	УФВ 290-320	УФА 320-400
Достигает поверхности Земли	+	+	+
Воздействует на поверхность кожи		+	+
Проникает в эпидермис			+
Проникает в дерму			+

Интенсивность УФ - лучей А-спектра мало подвержена сезонным колебаниям, эта часть спектра не задерживается стеклом и обнаруживается не только на открытом воздухе, но и в помещениях. Интенсивность воздействия УФ - лучей А-спектра в России незначительно отличается от экваториальных стран. Фотостарение - это целый комплекс биологических процессов, охватывающий различные слои кожи с максимальным повреждением глубинных слоев.

Для защиты кожи от действия УФ - лучей в составе косметических препаратов применяют ряд специальных веществ, поглощающих, отражающих или нейтрализующих вредное воздействие УФ - облучения, в том числе и УФ - фильтры. УФ - фильтры - это вещества, которые поглощают, отражают или нейтрализуют УФ - излучение.

Физические фильтры -- частицы вещества размером несколько микрон, которые только отражают видимое и ультрафиолетовое излучение, образуя на поверхности кожи плотную непроницаемую пленку, которая предотвращает появление эритемы. Они действуют по принципу отражателя. К физическим УФ - фильтрам относятся оксид цинка, диоксид титана, а также отражающие слюдяные частицы, применяемые в составе изделий декоративной косметики и в средствах по уходу за кожей.

Химические фильтры -- группа разнообразных по своей химической природе соединений, молекулы которых поглощают УФ - излучение. Сюда относятся фенилбензимидазолсульфокислота (PBSA), октилметоксициннамат (ОМС), метилбензилиденкамфора (МВС), октокрилен, авобензон, пара-аминобензойная кислота (сейчас не рекомендована к применению из-за ее выраженных аллергических свойств). Химические УФ - фильтры способны поглощать лучи УФ - спектра, и трансформировать их энергию в тепловую, либо тратить ее на определенные конформационные изменения.

Антиоксиданты -- соединения, не участвующие непосредственно в поглощении УФ - света кожей, но ослабляющие его воздействие за счет нейтрализации свободных радикалов, образующихся в коже под действием УФ - лучей. В живой клетке они совершают сложные акробатические трюки, встречаясь на границе мембраны и цитоплазмы. Их основная задача - блокировать внутриклеточные процессы и их последствия, запускаемые в эпидермисе и дерме при прямом и опосредованном воздействии УФ - лучей. В косметике наиболее эффективны антиоксиданты, введенные в низких концентрациях. Когда их слишком много, они становятся прооксидантами, то есть приносят прямо противоположный эффект.

1.14 Увлажнители

Водный баланс кожи поддерживается двумя основными системами.

1. Система внутреннего (осмотического) увлажнения: через стенки сосудов вода проникает в дерму, а здесь гиалуроновая кислота удерживает ее, превращая, словно прокладка, влагу в гель. Оставшаяся вода поднимается выше, к поверхности кожи, и испаряется через роговой слой эпидермиса.

2. Система внешнего (физиологического) увлажнения: когда вода попадает на поверхность кожи с воздухом, водными процедурами, косметикой, в роговом слое эпидермиса ее "встречают" связывающие влагу вещества - мочевина, пирролидонкарбоновая кислота, молочная кислота и др. Молекулы хватают воду и держат, пока могут. Это содружество влагоудерживающих молекул, сосредоточенных в эпидермисе, называется "натуральным увлажняющим фактором" - английское обозначение NMF (naturalmoisturizingfactor).

Дегидратация означает потерю упругости и эластичности, появление микротрещин и шелушения. Чтобы насытить нашу кожу влагой, в косметические рецептуры добавляют увлажнители.

Увлажнители кожи - это активные вещества, которые являются модуляторами и восполнителями дефицита влаги в коже.

Увлажнители, входящие в состав косметических средств условно делят на четыре группы;

- гигроскопичные вещества,

- гидрофильные пленкообразующие вещества,

- гидрофобные пленкообразующие вещества,

- аналоги эпидермальных липидов.

Гидрофильные вещества - это вещества, которые легко создают прочные химические связи с водой. Соединяясь с ней, они образуют гель. Самые распространенные гидрофильные вещества, которые вводят в состав косметических средств это: гиалуроновая кислота, хитозан, поливиниловые полимеры.

Косметические средства, содержащие гидрофильные вещества необходимы для кожи любого типа, но особенно важны для обезвоженной, сухой и чувствительной кожи.

К гидрофобным веществам, входящим в состав косметических средств относятся вазелин и вазелиновое масло, парафин, животные и растительные масла и воски, жирные спирты и силиконы. Гидрофобные вещества, как правило, вводятся в состав косметических средств, предназначенных для сухой и увядающей кожи. Для жирной и нормальной молодой кожи лучше применять косметические средства с гидрофильными веществами.

В отличие от гидрофобных и гидрофильных веществ, аналоги эпидермальных липидов не только образуют на коже защитную пленку, но и проникают в межклеточное пространство, встраиваясь в липидный слой. К аналогам эпидермальных липидов относятся: жирные ненасыщенные кислоты, фосфолипиды, церамиды, керамиды и стероидные спирты и эфиры. Применяются аналоги эпидермальных липидов с целью восстановления липидного слоя и нормализации его функций. Аналоги эпидермальных липидов входят в состав косметических средств как защита для внутренней воды кожи. И часто используются в комплексе с другими увлажняющими веществами.



1.15 Биостимуляторы

Биостимуляторы - это стимуляторы биологического происхождения, которые образуются в изолированных тканях животных и растительных организмов в процессе приспособления к неблагоприятным условиям, а также из торфа и мула лиманов, в которых биогенные элементы образовались из вымершей микрофлоры и микрофауны.

В рецептурах косметических средств, предназначенных для сухой увядающей кожи, используются биостимуляторы животного происхождения, обладающие высоким стимулирующим эффектом на трофику кожи. В частности, вытяжки из плаценты, различных желез внутренней секреции и кератинового слоя животных, содержащие гормоны, ферменты, пептиды, аминокислоты и др. используются в зарубежных средствах, рекомендованных для стареющей кожи лица. Наиболее широко в составе косметических изделий используются биостимуляторы растительного происхождения, полученные более чем из 100 растений. Традиционно в средства разнообразного назначения естественные биодобавки вводят в виде настоев и различных экстрактов: водно-спиртовых, водно- спирто- глицериновых, масляных, углекислотных, хладоновых. В составе косметической продукции широко применяют биостимуляторы растительного происхождения, особое место среди которых занимают субстанции эстрогенного и андрогенного действия. Их использование позволяет нормализовать нарушенный в коже гормональный фон при отсутствии побочных эффектов. Для усиления активности косметических средств во многих из них используется комбинация субстанций нескольких растений и других бистимуляторов, что позволяет создавать комплексный (увлажняющий, питательный, противовоспалительный, тонизирующий, стимулирующий регенеративные и метаболические процессы) эффект и применять данные средства для ухода за любым типом кожи лица.

Однако необходимо отметить, что многие биостимуляторы и их комплексы, широко применяемые в косметических средствах, не изучены или мало изучены как с точки зрения химического состава, так и механизма биологического и физиологического действия. Научные публикации, подтверждающие тщательность подобных исследований, немногочисленны. Кроме того, введение в состав косметического средства некоторых видов биостимуляторов, и особенно витаминов, ферментов, стеринов, в том числе в виде субстанций природного происхождения, обусловливает направленный подбор вспомогательных компонентов основы и обязательное использование высокоэффективных стабилизаторов -- антиоксидантов и консервантов. Поэтому только комплексная оценка состава того или иного косметического средства может служить критерием его качества и эффективности.

восстановления клеток кожи, для профилактики образования морщин, увеличивает клеточное дыхание и ускоряет обменные процессы в клетке.



ГЛАВА 2. КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАСТВОРИТЕЛЕЙ В КОСМЕТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Всякий раствор состоит из растворённых веществ и растворителя, т.е. среды, в которой эти вещества равномерно распределены в виде молекул и ионов. Обычно растворителем считают тот компонент, который в чистом виде существует в том же агрегатном состоянии, что и полученный раствор. Например, в случае водного раствора соли растворителем является вода. Если же оба компонента до растворения находились в одинаковом агрегатном состоянии (например, спирт и вода), то растворителем считается компонент, находящийся в большем количестве.

Косметические растворители

Вода (Н2О) - бесспорно, наиболее распространённый в косметике растворитель., причём сильный растворитель, который может растворять соли, кислоты, щёлочи, а также большое количество органических веществ.

Вода служит основным компонентом в лосьонах для лица, в косметическом молочке и лёгких кремах, а также во многих шампунях.

Во всех этих косметических средствах в воде растворены всевозможные вещества. Если то или иное вещество не растворяется в ней в достаточной степени, то свойство воды как растворителя можно улучшить, добавив в неё небольшие количества обычного спирта или глицерина.

Спирты также являются сильными растворителями. Обычный этиловый спирт (этанол С2Н5ОН) среди них наиболее распространён.

В лосьонах для лица часто используют 15-25%-ную смесь воды и спирта. По сравнению с чистой водой эта смесь имеет лучшие растворяющие свойства и меньшее поверхностное натяжение, благодаря чему лучше очищает кожу лица. Она обладает также слабым жирорастворяющим свойством, даёт ощущение прохлады и свежести благодаря наличию в ней спирта, одновременно дезинфицирует.

Вместо этанола часто используют пропиловый (C3H7OH) или изопропиловый спирт в небольших количествах.

Пропиловый спирт, а также более высокомолекулярные, бутиловый (C4H9OH) и амиловый (C5H11OH) спирты, используют в качестве растворителей лака для ногтей в жидкостях для снятия лака.

Глицерин и гликоль - хорошие растворители, во всех пропорциях смешиваются с водой.

Эфир (C4H10O) - весьма сильный растворитель жиров, но учитывая его низкую температуру воспламенения (40°С) и взрывоопасность, обращаться с ним надо крайне осторожно.

Ацетон (CH3-C(O)-CH3), как и эфир, имеет довольно резкий запах и является легко воспламеняющейся жидкостью, которая эффективно растворяет жиры.

Это послужило причиной того, что в последнее время почти отказались от использования его в качестве растворителя лака для ногтей, а также в жидкости для снятия лака.

Сложные эфиры, такие, как этилацетат (СН3-СОО-CH2-CH3), этилбутират (C3H7COOC2H5), дибутилфталат(C6H4(COOC4H9)2) и даже более высокомолекулярный бутилстеарат (СН3(СН2)16СОО(СН2)3СН3) включаются в состав жидкостей для снятия лака, так как они меньше обезжиривают кожу. Их также можно использовать в качестве растворителя при изготовлении лака для ногтей.

Масла и жиры в некоторых случаях также действуют как растворители. Добавление так называемых жирорастворимых веществ (например, лецитина и холестерина) в косметические составы предполагает, что эти вещества растворяются в жирах, содержащихся в смеси.



2.1 Классификация растворителей

Растворители -- индивидуальные химические соединения или их смеси, способные растворять различные вещества, то есть образовывать с ними однородные системы переменного состава двух или большего числа компонентов Для систем жидкость-газ и жидкость-твёрдое тело растворителями принято считать жидкофазный компонент; для систем жидкость-жидкость и твердое тело-твердое тело -- компонент, находящийся в избытке.

К растворителям относятся вещества, обладающие свойствами:

Ш обладающие активной растворимостью;

Ш неагрессивны к растворяемому веществу и аппаратуре;

Ш отличающиеся минимальной токсичностью и огнеопасностью;

Ш доступны и дешевы.

Существуют несколько подходов к классификации растворителей. Для этого обычно выбирают какой-то один (реже несколько) характерный признак растворителей, оставляя в стороне другие. Таким образом, заранее нельзя ожидать безупречной классификации, так как любая из них будет условной. Поскольку вода является уникальным растворителем, то ее часто не включают ни в одну из классификаций, а оставляют как эталон для сравнения. Некоторые системы классификации основаны на физических свойствах растворителей. В их основу положены такие параметры, как диэлектрическая проницаемость, вязкость, температура кипения растворителей, а также дипольные моменты молекул растворителей.

Растворы бывают

* ненасыщенные,

* насыщенные

* пересыщенные.

Ненасыщенным называется раствор, у которого граница растворимости не достигнута.

Насыщенный раствор -- это раствор, содержащий максимально возможное при определенных условиях количество вещества.

Пересыщенный -- это раствор, в котором содержится растворенного вещества больше того количества, что соответствует его нормальной растворимости при данных условиях.

Наиболее распространенные классификации основаны на химических свойствах растворителей. Перечислим некоторые из них.

2.1.1 Классификация на неорганические и органические растворители

К числу неорганических растворителей относятся: вода - самый распространённый растворитель в природе, жидкий аммиак -- хороший растворитель для щелочных металлов, производные фосфора, серы, солей, аминов. Большое значение имеют многочисленные органические растворители. Это, прежде всего, углеводороды и их галогенопроизводные, спирты, простые и сложные эфиры, кетоны, нитросоединения.

Неорганические растворители.



Вода (Aqua) - один из постоянных компонентов в рецептурах большинства парфюмерных и косметических изделий -- лосьонов, одеколонов, шампуней, ополаскивателей, эмульсий различных типов, зубных паст, эликсиров и т. д. Обеспечивает им необходимую прозрачность, вязкость, концентрацию, цвет. К качеству воды предъявляются особые требования относительно бактериальной чистоты, химического состава, органолептических свойств. Для очистки воды используются различные методы -- фильтрация, дистилляция, деминерализация, ионообменное водоумягчение и др. В производстве готовых изделий рекомендуется применять деминерализованную, дистиллированную, деионизированную воду, очищенную специальными методами фильтрации и микрофильтрации от минеральных Самый главный растворитель, на основе которого существует углеродная форма жизни (включая homo sapiens) - вода. В косметике она является растворителем для многих солей, полимеров, ПАВ. Вода различается по происхождению. Может быть из-под крана, а может быть из термального источника. Разница между ними в содержании различного количества растворимых и нерастворимых минеральных солей, газов (нефтепродуктов:) и прочих примесей. Ну и конечно, в количестве бактерий (вирусов, вибрионов, простейших и непростейших).

Особое внимание производители уделяют содержанию в воде солям кальция и магния, поскольку из-за этих двух веществ вода приобретает, так называемую, жесткость. Из-за чего моющие средства могут давать мало пены, а крема становятся неустойчивыми. Поэтому при подготовке воды производители максимально снижают содержание солей. Конечно, воду перед использованием очищают от бактерий. Показателем микробиологической чистоты воды является Сoli-титр. Этот титр равен наименьшему объему воды, в котором найдена одна палочка Эшерихии коли (это нормальная бактерия микрофлоры кишечника). То есть по Коли-титру мы видим, насколько данная вода в прямом буквальном смысле загажена.

В косметологии используют:

- деионизированную воду («серебряная вода»)

- стерилизованную воду (очищенную от примесей и микроорганизмов)

- деминерализованную воду (очищенную от солей)

- пурифер (ничего не содержащая вода)

Деионизированную воду получают методом ионного обмена. Катионные ионообменные смолы позволяют удалить из воды практически полностью ионы кальция, железа, магния и таким образом, умягчить воду.

Чем меньше солей растворено в воде, тем выше электрическое сопротивление такой воды. Основной проблемой при деионизации воды является неудовлетворительная микробиологическая характеристика воды. Поэтому ионообменные смолы периодически обрабатывают формальдегидом или пероксиуксусной кислотой.

Стерилизованную воду получают при ультрафиолетовом облучении, при обработке воды хлором, озоном или с помощью мембранной фильтрации. Эффективность обеззараживания зависит от времени воздействия.

Деминерализованная вода получается путем обессоливания водопроводной воды с помощью специальных ионообменных смол.

В современных косметических рецептурах модно использовать воду из минеральных и термальных природных источников. Такая вода обогащена природными минералами, солями металлов, микроэлементами. Добавление такой воды в косметические препараты должно вызывать общее оздоровление организма и улучшение состояния кожи. Однако необходимо тщательно проверять, как вода из термальных или минеральных источников, влияет на остальные компоненты косметической рецептуры.

Органические растворители

Спирты - органические соединения, содержащие одну или более гидроксильных групп, непосредственно связанных с насыщенным атомом углерода.

Спирты классифицируются следующим образом:

По числу гидроксильных групп:

* Одноатомные спирты (например: метанол);

* Двухатомные спирты (этиленгликоль);

* Трехатомные спирты (глицерин);

* Четырёхатомные спирты (пентаэритрит);

* Многоатомные спирты (пятиатомный спирт: ксилит).

В зависимости от насыщенности углеводородного заместителя:

* Предельные или насыщенные спирты (бутанол);

* Непредельные или ненасыщенные спирты (аллиловый спирт, пропаргиловый спирт);

* Ароматические спирты (бензиловый спирт).

В зависимости от наличия или отсутствия цикла в углеводородном заместителе:

* Алициклические спирты (циклогексанол);

* Алифатические или ациклические спирты (этанол).

В зависимости от того, при каком атоме углерода находится гидроксильная группа:

* Первичные спирты (пропанол);

* Вторичные спирты (изопропиловый спирт);

* Третичные спирты (2,2-диметилпропан-2-ол).

Спирты нашли широкое применение в жизни человека. Метанол и этанол широко применяются для переэтерификации жиров, как растворители. В последнее время растет роль спиртов, как топлива (метанол - в топливных элементах, этанол и смеси с ним - в двигателях внутреннего сгорания).

Свойства спирта как растворителя

* Является хорошим растворителем алкалоидов, гликозидов, эфирных масел, смол и др. веществ, которые в воде растворяются плохо.

* Значительно труднее, чем вода, проникает через стенки клеток (отнимая воду и белков, спирт превращает их в осадки, закупоривавших поры клеток и таким образом ухудшается диффузия) чем ниже концентрация спирта, тем легче он проникает внутрь клеток.

* Чем крепче спирт, тем менее возможен гидрометич. процесс. Спирт инактивирует ферменты.

* Является бактерицидной средой. В растворах, содержащих ? 20% спирта, не развиваются ни микроорганизмы, ни плесени.

* Спирт фармакологически неиндифферентен. Он оказывает как местное, так и общее действие, что необходимо учитывать при производстве извлечений.

* Спирт достаточно летуч и спиртовое извлечение легко сгущается до густых жидкостей и порошкообразных веществ. Выпаривание и сушка - под вакуумом.

* Спирт огнеопасен.

* Спирт является лимитирующим продуктом

Бутиловый спирт (Alcohol Butyl) C4H9OH - алифатический насыщенный спирт, бесцветная жидкость с запахом сивушного масла. Растворитель для восков, жиров, смол. Служит сырьем для получения душистых веществ (бутилацетата, бутилсалицилата и др.), а также эфиров жирных кислот, применяемых в косметическом производстве. В шампунях используется как компонент, повышающий прочность растворов; как растворитель - в маникюрных лаках.

Как и многие другие спирты, бутиловый спирт является вредным веществом. Но он показал низкий уровень токсичности при испытаниях на лабораторных животных, поэтому относится к достаточно безопасным веществам и используется в косметике.

Денатурированный спирт (Alcohol Denat) - этиловый спирт денатурированный. Используется в косметике как обезжиривающий агент, и как антимикробное средство. Спирт - хороший растворитель многих органических веществ. Широко используется в парфюмерии для создания композиций душистых веществ и в декоративной косметике (в формулах водостойкой туши для ресниц).

В косметических средствах для ухода за комбинированной, жирной и проблемной кожей и дезодорантах для тела играет роль охлаждающей и антибактериальной добавки. Уменьшает количество образующейся пены, либо полностью предотвращает ее появление. Является активным ингредиентом в противомикробных препаратах. Добавляют для стягивания пор или как кровоостанавливающие. Используется для растворения и смешивания ингредиентов между собой. Увеличивает текучесть косметики без существенного понижения концентрации активных компонентов.

Аминометил пропанол (Aminomethyl Propanol) -спирт, получаемый из соединений азота, при комнатной температуре - кристаллическое вещество относится к категории буферных агентов. То есть служит для поддержания постоянного уровня pH косметических средств. Концентрация в косметике до 1% не нанесет вреда коже, более - может вызвать раздражение из-за нарушения кислотно-щелочного баланса кожи. Используют спирт в лаках для волос, лосьонах, креме для бритья, дезодорантах, продуктов по уходу за волосами и кожей, продукции для лица и глаз. Также Аминометил пропанол может использоваться в качестве эмульгатора и сорастворителя в кремах, лосьонах, лаках для волос. Из-за щелочной реакции может вызывать раздражение кожи, которое снимается специальными нейтрализующими добавками. При комнатной температуре Аминометил пропанол - кристаллическое вещество. INCI: Aminomethyl Propanol солей, хлора, бактериальных загрязнений.

Бензиловый спирт (Benzyl alcohol) -- синтетический алкоголь, полученный из нефти или дёгтя. Может находиться в виде сложных эфиров бензойной и коричной кислот в стираксе, в перуанском и толутанском бальзамах; в чистом виде и в виде сложных эфиров уксусной, бензойной и салициловой кислот - в эфирных маслах жасмина, иланг-иланг, белой акации, корицы и др. Бензиловый спирт - бесцветная жидкость с приятным запахом. В косметике используется как консервант и антисептик в кремах, лосьонах, красках для волос, зубных эликсирах, в парфюмерии -- как растворитель и душистое вещество.

Цетеариловый спирт (Cetearyl Alcohol) -- смесь цетилового и стеарилового спиртов. Получен из масла кокосового ореха и кокосовой пальмы. Используется как структурообразующий компонент, эмолент, эмульгатор и стабилизатор, растворитель, загуститель.

Изопропил Алкоголь (Isopropyl Alcohol) - используется как заменитель этилового спирта. Обладает ярко выраженными бактерицидными свойствами. Используется в оттеночных ополаскивателях для волос, лосьонах для рук и после бритья и других косметических изделиях.

PPG-14 Butyl Ether (ППГ-14 Бутиловый эфир) - в косметических средствах используется преимущественно в качестве растворителя; консерванта; родственен пропиленгликолю.

Пропилен карбонат (Propylene Carbonate) - это прозрачный сольвент без запаха с высокой температурой кипения. В косметике и продуктах личной гигиены пропилен карбонат используется в рецептуре косметических средств, в основном, губных помад, теней для глаз, тушей, а также продуктов для очищения кожи. Пропилен карбонат используется для растворения других веществ и редко используется с глинистыми гелеобразующими веществами. В рецептуре основ под макияж Пропилен Карбонат используется как вещество, растворяющее минералы.

Глицерин (Glycerin) -- (группа А), простейший трехатомный спирт, представляющий собой бесцветную вязкую жидкость. Впитывает влагу из воздуха и удерживает ее на коже, придает коже мягкость и эластичность. Глицерин способствует активному смешению компонентов смеси, удерживает равномерное распределение компонентов. Применяется в кремах (особенно эффективен в кремах для загрубевших рук), средствах для мытья. НО у него есть крупный недостаток: он собирает и вытягивает воду не только из окружающей среды, из воздуха, но и из глубоких слоев кожи. Поэтому есть мнение, что использование глицерина приводит к обезвоживанию дермы. Но наукой пока не доказано, что глицерин вреден, поэтому эту точку зрения можно назвать спорной.

Пропиленгликоль (Propylene glycol) - (группа С), высокомолекулярный спирт из группы гликолей. Химическая формула пропиленгликоля - C3H6(OH)2. Пропиленгликомль -- бесцветная вязкая жидкость со слабым характерным запахом, сладковатым вкусом, обладающая гигроскопическими свойствами. Растворитель многих косметических ингредиентов (например, триклозана), хороший увлажнителем рогового слоя. Он широко используется в медицинской и парфюмерной промышленности. В косметике он используется в качестве носителя, смягчителя и увлажнителя во многих видах косметики: для приготовления эликсиров, лосьонов, шампуней, эмульсий, паст, кремов, помад и других препаратов. Фирмы-изготовители кремов, лосьонов и аналогичной продукции используют преимущества препарата, способствующего смягчению и увлажнению кожи, не делая ее липкой.

Как увлажнитель он препятствует выходу влаги и используется для того, чтобы удерживать ее как на поверхности кожи, так и в самих увлажняющих средствах.

Он дешевле, чем глицерин, но вызывает больше аллергических реакций, раздражение, образование угрей. Спирты из группы гликолей обладают высокой дерматологической жесткостью, поэтому людям с чувствительной кожей лучше избегать препаратов, в которых они содержатся.

“Бюллетень безопасности материалов” предупреждает потребителей избегать контакта полипропиленгликоля с кожей, поскольку этот сильный раздражитель нарушает работу печени, почек. Может служить причиной дерматита, препятствует росту клеток кожи и является ее раздражителем.

Диметилсульфоксид, димексид, ДМСО (Dimethyl sulfo-xidum, Dimexidum, DMSO). В обычных условиях это бесцветная прозрачная жидкость со слабым специфическим запахом, напоминающим запах чеснока, жгучего вкуса. Диметилсульфоксид неограниченно смешивается с водой, при этом температура раствора значительно повышается.

Диметилсульфоксид обладает высокой растворяющей способностью; в нем легко растворяются различные препараты: пенициллин, левомицетин, норсульфазол, бутадион, ацетилсалициловая кислота, фуразолидон. фарагин, гидрокортизон, различные краски, пигменты и газы. В растворах диметилсульфоксида, как правило, меняются стабильность препарата и его абсорбционные свойства. Обладая сам высокой пенетрирующей (проникающей) активностью, диметилсульфоксид резко ускоряет всасывание неповрежденными кожей и слизистыми оболочками многих лекарственных веществ. При этом нередко меняется не только их фармакокинетика, но может иметь место потенцирование действия препарата.

...