COCAMIDOPROPYL BETAINE và các ỨNG DỤNG TRONG mỹ PHẨM(1)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠNG NGHỆ KĨ THUẬT HĨA HỌC TIỂU LUẬN MÔN: HOẠT CHẤT BỀ MẶT SODIUM LAURETH SULFATE VÀ ỨNG DỤNG TRONG MỸ PHẨM DÀNH CHO EM BÉ Họ tên: Nguyễn Ngọc Thảo MSSV: 16139184 Lớp: DH16HD TP Hồ Chí Minh Tháng 1/2022 MỤC LỤC I Giới thiệu chung: I.1 Các chất hoạt động bề mặt gì? I.2 Các loại chất hoạt động bề mặt I.3 Các chất hoạt động bề mặt mang điện tích âm: I.4 Các chất hoạt động bề mặt mang điện tích dương: I.5 Chất hoạt động bề mặt khơng mang điện tích (non-ionic): I.6 Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính: II Chọn lựa sử dụng chất hoạt động bề mặt mỹ phẩm II.1 Tẩy rửa: II.2 Thấm ướt: II.3 Tạo bọt: II.4 Nhũ hóa: II.5 Làm tan: III Các đặc điểm da trẻ em: IV Các chất hoạt động bề mặt mỹ phẩm dành cho trẻ em IV.1 Sodium Laureth Sulfate: IV.2 Sodium Lauroamphoacetate: IV.3 Lauryl Betaine: IV.4 Fragrance: IV.5 PEG-80 Sorbitan Laurate: 10 IV.6 Sulfosuccinat: 10 IV.7 Axyl isethionat: 10 IV.8 Alkyl amidobetain: 11 IV.9 Các este polyol: 11 IV.10 Cocamidopropyl Betaine (CAPB): 11 TÀI LIỆU THAM KHẢO 13 I Giới thiệu chung: - Nước, chất lỏng phổ biến để làm sạch, có đặc tính sức căng bề mặt Trong nước, phân tử bao quanh hút phân tử nước khác Tuy nhiên, bề mặt, phân tử nước bị phân tử nước khác bao quanh phía Sức căng tạo nên phân tử nước bề mặt bị kéo vào phía - Sức căng làm cho nước tạo thành giọt bề mặt (kính, vải) làm giảm độ ngấm thấu hạn chế q trình làm Có thể nhìn thấy sức căng bề mặt cách cho giọt nước lên mặt bàn nằm ngang Giọt nước giữ nguyên dạng không bị loang - Trong trình làm sạch, cần giảm sức căng bề mặt xuống để nước loang làm ướt bề mặt Các hố chất làm việc cách có hiệu gọi chất hoạt động bề mặt Chúng gọi chất làm cho nước “ngấm hơn” - Các chất hoạt động bề mặt thực chức quan trọng chúng trình làm làm lỏng ra, làm nhũ hóa (phân tán nước), giữ chất bẩn dạng huyền phù chúng bị giũ Chất hoạt động bề mặt cịn tạo độ kiềm để loại bỏ chất bẩn axit I.1 Các chất hoạt động bề mặt gì? - Là chất có khả làm giảm sức căng bề mặt dung mơi chứa nó, có khả hấp phụ lên lớp bề mặt, có độ tan tương đối nhỏ Dạng phân tử chất hoạt động bề mặt - Hiện tượng chất hoạt động bề mặt hấp phụ, dẫn đến hai hiệu ứng hoàn toàn khác nhau: + Làm giảm hay nhiều sức căng bề mặt mặt phân giới hệ thống + Bền hóa hay nhiều mặt phân giới tạo thành lớp bị hập phụ - Một tác nhân hoạt động bề mặt vật liệu có tính chất làm thay đổi lượng bề mặt mà tiếp xúc Sự giảm lượng bề mặt dễ quan sát thấy tạo bọt, lan rộng chất lỏng chất rắn, phân tán hạt rắn môi trường lỏng tạo huyền phù - Việc sử dụng hoạt động bề mặt mỹ phẩm có lĩnh vực tùy thuộc vào tính chất chúng: + Tẩy rửa + Làm ướt cần có tiếp xúc tốt dung dịch đối tượng + Tạo bọt + Nhũ hóa sản phẩm, tạo thành độ bền nhũ tương định, ví dụ kem da tóc + Làm tan cần đưa vào sản phẩm cấu tử khơng tan, ví dụ dưa hương liệu I.2 Các loại chất hoạt động bề mặt - Tất chất hoạt động bề mặt thơng thường có điểm chung cấu trúc: phân tử có hai phần, phần kỵ nước phần ưa nước - Phần kỵ nước thường gồm mạch hay vòng hydrocarbon hay hỗn hợp hai, phần ưa nước thường nhóm phân cực nhóm carboxylic, sulface, sulfonate, hay chất hoạt động bề mặt khơng ion, số nhóm hydroxyl hay ether Tính chất kép phân tử cho phép hấp thụ mặt phân cách điều giải thích cho tính chất chúng - Có thể phân loại chất hoạt động bề mặt theo nhiều cách, có lẽ hợp lý phân loại theo tính chất ion, có loại: + Chất hoạt động bề mặt mang điện tích âm (Anionic surfactants) + Chất hoạt động bề mặt mang điện tích dương (Cationic surfactants) + Chất hoạt động bề mặt khơng mang điện tích (Non-ionic surfactants) + Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính (Amphoteric/zwitterionic surphactants) I.3 Các chất hoạt động bề mặt mang điện tích âm: - Nếu nhóm hữu liên kết hóa trị cộng với phần kỵ nước chất hoạt động bề mặt mang điện tích âm (-COO-, -SO-3, -SO4-), chất hoạt động bề mặt gọi anionic: xà bông, alkyibenzen sulfonat, sulfat rượu béo… tác nhân bề mặt anioni - Các phản ứng hoá học với hydrocarbon xuất phát từ dầu mỏ chất béo chất dầu tạo axit giống axit béo Trong dung dịch, phần đầu chất hoạt động bề mặt mang điện tích âm - Chất hoạt động bề mặt mang điện tích âm đặc biệt có hiệu cho làm chất bẩn dầu chuyển thành thể vẩn chất bẩn đất, dầu Trong nước chúng phản ứng với ion nước cứng (calcium magenesium) mang điện tích dương dẫn đến việc tác dụng phần - Các chất hoạt động bề mặt mang điện tích âm sử dụng phổ biến alkyl sulphate - Các chất khác biết đến nói chung chất hoạt động bề mặt alkyl benzen sulphonates I.4 Các chất hoạt động bề mặt mang điện tích dương: - Ngược lại nhóm hữu mang điện tích dương (-NR1R2R3+), sản phẩm gọi cationic: clorua dimetyl di-stearyl amoni ví dụ nhóm Cấu tạo phân tử chất Esterquats - Trong chất tẩy rửa dân dụng, chất hoạt động bề mặt cationic (mang điện tích dương) cải tiến việc bao bọc phân tử chất hoạt động bề mặt anionic (mang điện tích âm) giao diện nước chất bẩn Điều giúp làm giảm sức căng giao diện nước chất bẩn cách hiệu dẫn tới việc loại bỏ nhiều chất bẩn Chúng đặc biệt có hiệu việc loại bỏ vết bẩn dầu mỡ Một ví dụ chất hoạt động bề mặt ứng dụng loại hệ Mono alkyl bậc Cấu tạo phân tử hệ mono alkyl bậc - Hầu hết chất tẩy rửa chất dẫn xuất ammonium cịn có thêm tính sát trùng, tính đặc biệt có ích bệnh viện I.5 Chất hoạt động bề mặt khơng mang điện tích (non-ionic): - Các chất hoạt động bề mặt NI có nhóm hữu cực hóa dung dịch nước Phần kỵ nước gồm dây chất béo Phần thích nước chứa nguyên tử oxy, nitơ, lưu huỳnh không ion hóa, hịa tan cấu tạo liên kết hydro phân tử nước số chức phần thích nước, chẳng hạn chức ete nhóm polyoxyetylen (hiện tượng hydrat hóa) Trong loại người ta thấy chủ yếu dẫn xuất polyoxyetylen polyoxypropylen, cần phải thêm vào este đường, alkanolamit Ứng dụng phổ biến chất hoạt động bề mặt khơng chứa điện tích ête rượu béo Cấu tạo phân tử chất hoạt động bề mặt khơng mang điện tích I.6 Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính: - Các chất lưỡng tính hợp chất có phân tử tạo nên ion lưỡng cực Axit xetylamino-axetic, chẳng hạn môi trường nước cho hai thể sau đây: C16H33-NH2-CH2-COOH chất cationic môi trường axit C16H33-NH-CH2-COO- chất anionic môi trường kiềm - Trong tất phân tử ấy, phầm kỵ nươc gồm dây alkyl hay dây béo - Các chất hoạt động bề mặt nhẹ nhàng, chúng đặc biệt phù hợp cho việc sử dụng sản phẩm chăm sóc cá nhân làm gia đình Chúng anionic (mang điện tích âm) cationic (mang điện tích dương) khơng mang điện tích dung dịch phụ thuộc vào độ pH nước - Chúng tương thích với tất loại chất hoạt động bề mặt khác, hồ tan có tác dụng dung dịch có nồng độ cao chất điện phân, axít, kiềm - Các chất hoạt động bề mặt chứa nhóm điện tích khác dấu Trong điện tích dương ln ammonium nguồn điện tích âm thay đổi (carboxylate, sulphate, sulphonate) Các chất hoạt động bề mặt tốt cho da Chúng thường sử dụng làm dầu gội đầu loại mỹ phẩm khác, chúng sử dụng làm nước rửa bát (rửa tay) có đặc tính tạo bọt cao Một ví dụ cho chất hoạt động bề mặt amphoteric/zwitterionic alkil betaine Cấu tạo phân tử Alkil betaine II Chọn lựa sử dụng chất hoạt động bề mặt mỹ phẩm II.1 Tẩy rửa: - Là trình phức tạp liên quan đến việc thấm ướt đối tường (tóc hay da).Nếu chất cần loại dạng rắn dính mỡ, q trình tẩy rửa liên quan đến nhũ tương hóa chất dầu loại bền hóa nhũ tương - Với nhu cầu làm da, xà phòng vốn chất tẩy rửa tốt.Theo thói quen, người ta thường địi hỏi có nhiều bọt dù khơng có chức gì, khả tạo bọt xà phịng tăng dễ dàng cách thêm vào acid béo mạch dài - Việc làm tóc phức tạp q trình làm tóc, thể tích bọt có đóng vai trị Sodium lauryl ether sulphate(SLES)là cấu tử thông dụng xà phòng gội đầu tạo bọt thường tăng thêm cách cho thêm alkanolamide Các chất hoạt động bề mặt lưỡng tính dung cho xà phòng gội đầu chuyên biệt II.2 Thấm ướt: - Tất tác nhân hoạt động bề mặt có số tính chất làm ướt Trong mỹ phẩm, người ta thường sử dụng alkyl sulphat mạch ngắn (C12) alkyl ether sulphat II.3 Tạo bọt: Như nói trên, để tạo thể tích bọt lớn bền, người ta thường sử dụng SLES tăng cường với alkanolamide II.4 Nhũ hóa: - Một tác nhân nhũ hóa tốt thường địi hỏi phần kỵ nước dài tác nhân thấm ướt Hiện xà phòng cịn sử dụng làm tác nhân nhũ hóa mỹ phẩm dễ điều chế Nếu acid béo đưa vào pha dầu kiền đưa vào pha nước, nhũ tương bền dầu nước dễ dàng hình thành trộn lẫn Nhũ tương nước dầu số kem tóc thường bền hóa xà phịng chứa kali Các chất hoạt động bề mặt khơng ion có giá trị nhũ tương II.5 Làm tan: - Tất chất hoạt động bề mặt nồng độ CMC có tính chất làm tan Điều quan trọng cần phải kết hợp hương liệu hữu hay chất hữu khơng tan vào sản phẩm, ví dụ xà phòng gội đầu Xà phòng, alkyl ether sulfate phần lớn chất hoạt động bề mặt sử dụng cho mục đích này, nhiên cần sử dụng nồng độ cao trình làm tan tốt Ngồi tính chất nói trên, số chất hoạt động bề mặt có tính chất riêng biệt sau: • Tất chất hoạt động bề mặt cation hấp thụ mạnh protein đối tượng khác tích điện âm, chúng dùng để cải thiện tính chất bề mặt đối tượng, ví dụ làm tăng cảm giác bóng mượt tóc Các hợp chất cation có khả diệt khuẩn sử dụng xà phòng, gội đầu đặc biệt nước súc miệng • Sodium N- lauroyl sarcosinat có khả ức chế enzyme hexokinasc (enzyme có liên quan đến trình phân hủy đường miệng) sử dụng kem đánh • Khơng nên sử dụng hỗn hợp chất hoạt động bề mặt cation anion chúng tạo thành muối cation-anion khơng tan, chất hoạt động bề mặt anion có ảnh hưởng lẫn Ví dụ: bọt sinh SLES dễ dàng bị phá vỡ xà phịng, tính chất ứng dụng công thức chất tẩy rửa tạo bọt thấp III Các đặc điểm da trẻ em: Da em bé da mỏng hơn, dễ vỡ dầu người lớn Nó sản xuất melanin hơn, chất giúp vùng da giảm cháy nắng Da trẻ khả kháng khuẩn chất có hại mơi trường, đặc biệt bị kích thích Mồ em bé hiệu để trì nhiệt độ bên thể so với người lớn Mặt khác, hầu hết trẻ có khả phản ứng với chất gây dị ứng Chính mà sản phẩm dành cho bé sơ sinh: đặc tính chủ yếu nhẹ nhàng với tóc, da mắt Người ta sử dụng chất có hoạt động bề mặt tỉ lệ chất hoạt động bề mặt đồng hoạt động bị thay đổi Mặt khác người ta sử dụng chất hoạt động bề mặt dịu este béo axit sulfosuccinic, este sorbitan polyoxyetylen hóa Đó chất làm nhẹ dịu cho da, không làm cay mắt, không gây dị ứng da làm cho trẻ có cảm giác thoải mái dễ chịu Một số mỹ phẩm dành cho baby: Mỹ phẩm dành cho baby có nhiều loại sữa tắm, nước hoa, phấn thơm, kem chống muỗi, kem đánh loại sản phẩm ý sữa tắm nước hoa dành cho baby Trong dòng sản phẩm dành cho baby nhãn hàng yêu thích tin dùng Johnson’sbaby Thành phần nước hoa Johnson’s baby: Alcohol Denat: dung mơi có tác dụng chống bọt,giảm độ nhớt, kháng khuẩn Water: làm dung môi pha loãng thành phần cần thiết Fragrnance: làm da PEG – 40 Hydrogenated Castor Oil: hương liệu Thành phần sữa tắm Johnson’s baby: Water.: làm dung môi pha loãng thành phần cần thiết Sodium Laureth Sulfate: loại bỏ dầu từ da Sodium Chloride: Sodium Lauroamphoacetate: chất tẩy rửa Lauryl Betaine: tạo bọt Fragrance: làm da Citric Axit Methylchloroisothiazolinone chất bảo quản Methylisothiazolinone IV Các chất hoạt động bề mặt mỹ phẩm dành cho trẻ em IV.1 Sodium Laureth Sulfate: - Cơng thức hóa học CH3(CH2) 10CH2(OCH2CH2) nOSO3Na - Là chất hoạt động bề mặt anionic,bắt nguồn từ dầu dừa Sodium Laureth Sulfate loại Like all detergent surfactants (including soaps ), sodium lauryl sulfate removes oils from the skin , and can cause skin and eye irritation bỏ loại dầu từ da sử dụng để làm mềm nước, an tồn nhẹ nhàng IV.2 Sodium Lauroamphoacetate: - Có nguồn gốc từ dầu dừa sử dụng chất tẩy rửa IV.3 Lauryl Betaine: - Tạo bọt tốt sử dụng mỹ phẩm vệ sinh đặc biệt dầu gội với tác dụng nhẹ dịu IV.4 Fragrance: - Làm da mà không làm chất nhờn sinh lý tự nhiên da IV.5 PEG-80 Sorbitan Laurate: - Đây chất tẩy rửa có chức chất hoạt động bề mặt Về có nghĩa phục vụ tác nhân để giúp làm giảm sức căng bề mặt nước thúc đẩy việc lan rộng dầu gội Đây chất hoạt động bề mặt tốt so với chất hóa học sử dụng nhiều dầu gội đầu natri lauryl sulfat Nó giúp loại bỏ mỡ làm tóc nhẹ nhàng thích hợp dùng cho trẻ em IV.6 Sulfosuccinat: - Ưu điểm: đặc tính tẩy rửa tốt, khả tạo bọt tốt, nhẹ da, không làm cay (mắt) - Khuyết điểm: xu hướng để thủy phân nhóm ester chúng Do tốt nên dùng chúng khu vực độ pH từ 6-8 (lý tưởng 6,5) - Tổng hợp nhờ phản ứng sau: IV.7 Axyl isethionat: - Các đặc tính sánh với Sulfosuccinat Cùng vấn đề tính ổn định Ít hòa tan nước lạnh: ưu tiên sử dụng dầu gội đầu đục - Tổng hợp nhờ phản ứng sau: 10 IV.8 Alkyl amidobetain: - Khả tác động trực tiếp mạnh (được dùng dầu gội tóc bạc tóc nhuộm) Các chất lưỡng tính ion lưỡng tính độc hại làm rát da chất cationic đồng đẳng chúng Chúng thường kết hợp với chất hoạt động bề mặt khác (chất anionic NI) để làm dầu gội đầu dịu nhẹ (dành cho bé sơ sinh) - Ví dụ: Alkyl amido propyl betain - Sự tổng hợp thưc theo phản ứng sau đây: IV.9 Các este polyol: - Các este béo polyetoxy hóa chất thành phần dầu gội đầu dành cho bé sơ sinh (rất dịu) Chúng giảm đến mức tối thiểu khả làm rát da anionic dùng kết hợp với ete sulfat betain Rất tương hợp với da, khả tạo bọt đặc biệt tốt IV.10 Cocamidopropyl Betaine (CAPB): - Là chất tổng hợp có nguồn gốc từ dầu dừa dimethylaminopropylamine Nó hợp chất hóa học với cation amoni It is a viscous pale yellow transparent liquid and is used as a surfactant in bath products such as shampoos and hand soaps , and in cosmetics as an emulsifying agent and thickener , and to reduce irritation purely ionic surfactants would cause.Nó chất lỏng màu vàng nhạt suốt nhớt sử dụng chất hoạt động bề mặt sản phẩm tắm dầu gội xà phòng tay, mỹ phẩm 11 tác nhân tạo nhũ để làm giảm kích ứng bề mặt hồn tồn ion gây It also serves as an antistatic agent in hair conditioners Cocamidopropyl betaine is a medium strength surfactant which most often does not irritate skin or mucous membranes Cocamidopropyl Betaine chất hoạt động bề mặt sử dụng thường xun mà khơng gây kích ứng da màng nhầy That said, some studies indicate it is an allergen [ ] [ ] [ ] It also has antiseptic properties, making it suitable for personal sanitary products.Nó có tính sát khuẩn, làm cho thích hợp cho sản phẩm vệ sinh cá nhân It is compatible with other cationic, anionic, and nonionic surfactants Nó tương thích với bề mặt khác Cationic, anionic, nonionic Cocamidopropyl betaine to a significant degree has replaced cocamide DEA Axit citric: tự nhiên xuất phát từ trái sử dụng chất chống oxy hoá để bảo quản loại dầu sản phẩm While it is a severe eye-irritant, the Sodium Lauroamphoacetate counteracts that property Điều chỉnh độ pH dầu gội đầu để giúp tóc mượt, có kiểu dáng đẹp sáng bóng Axit citric có khoảng pH từ 5,5, axit yếu làm cho việc điều chỉnh dễ dàng Nó chất bảo quản ngăn ngừa phát triển vi khuẩn Stearic Acid: Là Acid béo, có nguồn gốc chủ yếu từ tự nhiên nên dịu nhẹ thích hợp sư dụng sản phẩm baby Công thức cấu tạo: Hay: Công thức phân tử: C18H36O2 hay CH3(CH2)16COOH Polysorbate: Polysorbate chất hoạt động bề mặt nonionic chất nhũ hóa, có tác dụng tạo dạng gel cho sản phẩm 12 Công thức cấu tạo: Công thức phân tử: C64H26O124 TÀI LIỆU THAM KHẢO Louis Hồ Tấn Tài,“Các sản phẩm tẩy rửa chăm sóc cá nhân”, xuất lần thứ năm 1999 Vương Ngọc Chính, “Hương liệu mỹ phẩm”, NXB Đại học quốc gia TPHCM 2005 www.google.com www.jonhson’sbaby.com 13 ... chất bẩn đất, dầu Trong nước chúng phản ứng với ion nước cứng (calcium magenesium) mang điện tích dương dẫn đến việc tác dụng phần - Các chất hoạt động bề mặt mang điện tích âm sử dụng phổ biến alkyl... loại dầu từ da sử dụng để làm mềm nước, an toàn nhẹ nhàng IV.2 Sodium Lauroamphoacetate: - Có nguồn gốc từ dầu dừa sử dụng chất tẩy rửa IV.3 Lauryl Betaine: - Tạo bọt tốt sử dụng mỹ phẩm vệ sinh... conditioners Cocamidopropyl betaine is a medium strength surfactant which most often does not irritate skin or mucous membranes Cocamidopropyl Betaine chất hoạt động bề mặt sử dụng thường xuyên