При приготовлении шампуня, жидкого мыла или геля для душа из готовой основы, при после добавления различных ингредиентов часто происходит разжижение системы. Для того, чтобы понимать, почему это происходит и как с этим бороться, необходимо знать, из чего состоят основы жидких моющих средств и как происходит их загущение.
Все жидкие моющие средства основаны на комбинации поверхностно-активных веществ или ПАВ - органические амфифильные соединения, в структуре которых имеется лиофильная часть «любящая масло» (гидрофобная часть), и лиофобная (гидрофильная) часть. Гидрофильную часть «любящую воду» обычно называют полярной группой, или «головой» (функциональные группы -ОН, -СООН, -SOOOH, -O- и т. п., или, чаще, их соли -ОNa, -СООNa, -SOOONa и т. п.), а гидрофобную (углеводородную) часть «боящуюся воды» - радикалом или «хвостом».
Комбинация ПАВ – это основа жидких моющих средств, определяющая самые важные и основные свойства моющего средства – моющую способность и пенообразование. От подбора комбинации ПАВ зависит стабильность рецептуры и важнейшие потребительские свойства. Традиционно система ПАВ состоит из 3 частей: анионная, амфотерная и неионогенная.
- анионная часть (состоит из одного, реже из нескольких анионных ПАВ, то есть таких ПАВ, которые в воде диссоциируют с образованием отрицательно-заряженного хвоста) - отвечает за моющую способность и пенообразование;
- амфотерная часть (состоит из одного, реже из нескольких амфотерных ПАВ, то есть таких, которые в зависимости от рН проявляют и катионные и анионные свойства) – отвечает за смягчение действия анионных ПАВ, повышение пенообразования и качества пены;
- неионогенная часть (обычно состоит из одного неионогенного ПАВ, не диссоциирующих в воде на ионы) – отвечает за повышение вязкости системы, облегчение загущения или смягчения действия основных ПАВ.
К анионным ПАВ относятся самый популярный лауретсульфат натрия, лаурилсульфат натрия, карбоксилаты, сульфосукцинаты и другие вещества, обладающие высокой моющей способностью и хорошей пеной.
К амфотерным ПАВ относятся бетаины, амфоацетаты, аминоксиды и другие ПАВ. Они очень повышают качество продукта за счет смягчения действия анионных ПАВ и улучшают качество пены. Моющим действием они обладают чуть меньшим, чем анионные ПАВ, но ввиду своей мягкости, многие производители детской косметики используют их в качестве основных.
Неионогенные ПАВ, такие как диэтаноламиды, моноэтаноламиды, глюкозиды, этоксилаты жирных спиртов и др., обладают смягчающим действием, а также способствуют загущению системы.
Есть различные механизмы загущения: за счет сцепления линейных полимерных цепочек (так, например, молекулы ПЭГ сцепляясь между собой образуют гель), образование микрогелей, иммобилизующих жидкую фазу (так работают целлюлозные загустители, ксантановая камедь, гуар и др.), или образование ассоциатов молекул ПАВ в растворах (так лауретсульфат натрия, например, в синергизме с солью загущает систему).
Почему же система теряет вязкость?
Добавление масел влечет за собой необходимость их соллюбилизации в системе, то есть часть молекул ПАВ, которые уже образовали ассоциаты для загущения идут на то, чтобы растворить в воде масла, образовав мицеллы (липофильная часть молекул ПАВ сцепится с маслом, а гидрофильная часть останется в воде, таким образом снизится поверхностное натяжение между маслом и водой, и молекула масла легко уживется в воде). То есть вязкость будет падать, потому что ПАВ будет не хватать.
Что можно сделать:
1.Добавить неионогенный ПАВ – диэтаноламид кокосового масла или лаурил лактат.
2.Добавить полимерный загуститель на основе ПЭГ (ПЭГ – 150 дистеарат и ПЭГ-150 тетрастеарат, ПЭГ-120 глюкоз диолеат, ПЭГ-200 гидрогенезированный глицерил пальмат). Удобны эти продукты в том числе и тем, что эффективность их не зависит от рН и их можно добавлять на любом этапе производства.
3.Добавление электролитов. Для достижения желаемой вязкости жидких моющих средств используют в качестве загустителей – соли (чаще всего – поваренную соль, хлорид натрия, реже – хлориды кальция и магния. Они оттягивают на себя молекулы воды, чем способствуют образованию ассоциатов молекул ПАВ в растворах, что приводит к загущению системы. Количество электролитов, необходимых для загущения системы ПАВ обратно пропорционально количеству ПАВ в системе. Примечательно то, что при добавлении соли в систему, вязкость растет сначала экспоненциально, а после достижения критической точки резко падает. Поэтому часто существует риск «пересолить» систему. Профиль вязкости сильно будет зависеть от количества ПАВ в системе и от количества масел, поэтому необходимое количество соли для достижения оптимальной густоты невозможно. Добавляйте соль по 0,1% до достижения необходимой вязкости.
4.Используйте водорастворимые масла и отдушки. В таких продуктах уже имеется необходимое количество соллюбилизатора и масло входит в систему, практически не разрушая ее.
Экспериментируйте и у вас все получится.