Физико-химические свойства шампуней для волос

 

Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №25 г. Россоши Воронежской области.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исследовательская работа

««Физико-химические свойства шампуней для волос»»

                                        

Проект выполнила: Беляева Дарья Владимировна ученица 10«Б» класса; 
Руководители:

учитель физики первой квалификационной категории Карманова Елена Александровна

Учитель химии высшей квалификационной категории Горбенко Ольга Васильевна.

                                 

 

 

 

Россошь 2013.

      Оглавление

 

1. Введение.
2. Исследование физико-химических свойств шампуней

  2.1. Анализ аромата, консистенции  и цвета образцов;

2.2. Изучение растворов шампуня и мыла при помощи фенолфталеина

2.3. Опыт по пенообразованию;

2.4. Определение плотности;

2.5. Поверхностное натяжение;

2.6. Вискозиметрия;

2.7. Поверхностная активность;

2.8. Действие на человеческий волос;

2.9. Действие на кожу;

2.10. Действие на стальной шарик;

3. Анализ химического состава опытных образцов
4. Анкетирование
5. Заключение
6. Список литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проблема: исследовать, какие вредные товары мы покупаем и применяем, думая, что приносим «пользу» организму. Выяснить, какие шампуни для волос действительно вредны, а где газетная или рекламная «утка», просто привлекающая обывателя? Можно ли скрыться от опасности?

 

Гипотеза

Исследовав физико-химические свойства шампуней и проанализировав их химический состав, можно подобрать оптимальный вариант для использования.

 

Цель:

Изучить физико-химические свойства шампуней и проанализировать их химический состав. Определить,  как влияет косметика на наш организм, и способствовать минимальному использованию косметических средств среди девушек 9 – 11 классов.

 

 Задачи:

1. Изучить физико-химические свойства шампуней;
2. Проанализировать состав шампуней для волос;
3. Проанализировать теоретические аспекты отрицательного воздействия шампуней для волос;
4. Провести социологический опрос среды учащихся и педагогов на использование ими косметических средств.
5. Предложить алгоритм действий по защите своей кожи.
6. Способствовать минимальному использованию косметических средств среди девушек 9 – 11 классов.

 

 

                                                          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                        Введение.

  Мытье волос является одним из главных элементов из всего разнообразия процедур по уходу за волосами, так как оно выполняет основные гигиенические функции, и которое невозможно себе представить без использования шампуня. Часто потребители недовольны тем, что он не делает волосы идеально гладкими или густыми, не избавляет от перхоти или выпадения. Но здесь не надо забывать, что главная цель шампуня – очистить волосы от накопившейся пыли, грязи и кожного сала. На фото чистые (справа) и грязные волосы (слева). Фото получены с помощью электронного микроскопа. 
 
Шампуни впервые были введены в Германии фирмой Шварцкопф в 1933 году и представляли собой жидкие калиевые мыла на основе кокосового масла. В начале сороковых годов прошлого века, во время второй мировой войны, в основном применялись шампуни в виде жидких и пастообразных кремов, получаемых на основе пастообразного лаурилсульфата. В пятидесятые годы появились гелеобразные шампуни и шампуни для детей не раздражающие глаза, а в шестидесятые годы были созданы лечебные шампуни против перхоти. В России первый шампунь был выпущен в 60-х годах. В состав его входили не только моющие компоненты, но глицерин и спирт.  
Шампуни представляют собой один из наиболее крупнотоннажных продуктов косметической промышленности и рынок их постоянно растет. Если сначала к шампуням относились исключительно как к средствам гигиены, то в дальнейшем рынок потребовал наличия дополнительных свойств - более мягкого ухода, отсутствия раздражающих свойств, наличия биологически активных, функциональных и эстетических добавок.  
Сегодня шампунь самый употребляемый косметический продукт, к которому предъявляются самые высокие требования. Шампунь нового поколения обладает не только прекрасными моющими, но и кондиционирующими свойствами. Он содержит сбалансированный состав ингредиентов, полезные добавки, которые ухаживают за волосами, защищают от агрессивных внешних воздействий, способствуют их восстановлению.  

Требования, предъявляемые к шампуням:

• обладать хорошим очищающим (моющим) эффектом;
• давать объемную кремообразную пену в воде любой жесткости (исключение составляют шампуни на неионогенных ПАВ или специального назначения);
• хорошо распределяться по волосам и легко смываться;
• быть мягкими по отношению к коже головы и слизистой оболочке глаз;
• обеспечивать кондиционирующий эффект, т.е. легкое расчесывание волос в мокром и сухом виде и хорошую укладку;
• придавать волосам блеск и здоровый вид;
• иметь приятный цвет и запах, соответствующий «образу продукта»;
• иметь рН, близкий к рН кожи головы и кератина волос (5,5 — 6,5), кроме шампуней специального назначения;
• быть экономичными и иметь удобную упаковку.
• Очищающий эффект. Моющее действие шампуней проявляется в отношении частичек грязи и кожного жира, находящихся на волосах и коже головы, а также роговых частиц и пота. Оно связано с наличием в композиции шампуня ПАВ.
• Пенообразование. Наличие густой, мягкой, кремообразной устойчивой пены является потребительским преимуществом шампуня. Пена должна быть обильной, мелкодисперсной, кремообразной, приятной на ощупь, легко смываемой, обладать структурной прочностью, не сползать самопроизвольно на глаза. Пенообразование осуществляется преимущественно за счет анионных ПАВ, другие ПАВ — малопенные.
• Стабилизаторами пены являются моно- и диэтаноламиды жирных кислот, кокамидопропилбетаины, модифицирующие силиконы. Кремообразный вид пене придают белковые гидролизаты и про­дукты их конденсации, оксиэтилированное касторовое масло, различные эфиры жирных кислот и глицерина.
• Блеск для волос. В физическом смысле блеск — это отражение света от поверхности волоса. Гладкая поверхность лучше отражает свет, у шероховатой поверхности интенсивность отраженного света мала. Шампунь, содержащий «жесткие» ПАВ, в котором отсутствуют кондиционирующие добавки, взаимодействует с поверхностью волоса, делая ее шероховатой. От такой поверхности свет не отражается, волос не блестит.
• Шампунь с кондиционирующими свойствами, наоборот, обволакивает шероховатости, делает волос гладким, от него лучше отражается свет и волосы выглядят блестящими.
• Хорошее распределение по волосам. Это очень важное потребительское свойство шампуня. Во многом оно зависит от вязкости шампуня (его консистенции). Слишком жидкий шампунь, не за держиваясь, сливается с волос, а слишком густой остается на месте нанесения.
• Иногда шампунь хорошо распределяется по волосам, но маслянистый на ощупь. Это говорит о переизбытке пережиривающих компонентов либо несбалансированности составных элементов продукта. Такой шампунь после использования не дает чувства промытых, чистых, пушистых волос.
• Легкость смывания. Шампунь должен легко вымываться. Остатки ПАВ отрицательно воздействуют на кожу головы и волосы. Чтобы избежать этого, желательно смывать шампунь большим количеством воды, а наносить шампунь надо сначала на руку, а затем распределять по волосам. Концентрированный шампунь перед употреблением разводят водой.
• Некоторые вещества, например поливинилпирролидон, обладают свойствами фиксировать ПАВ в растворе и тем самым препятствовать оседанию ПАВ на волосах и коже.
• Кондиционирующий эффект. Шампуни с кондиционирующим эффектом впервые появились в 80-е гг. XX в. (2 в 1). Тогда кондиционирование считалось дополнительным свойством шампуня. Современный шампунь обязательно должен содержать кондиционирующие добавки. Кондиционирующий эффект обеспечивает такие качества шампуня, как легкость расчесывания в сухом и мокром виде, легкость укладки, снятие статического заряда, предупреждение спутывания волос.
• Безопасность продукта. Любой шампунь должен быть безопасен для человека и окружающей среды. Безопасность для окружающей среды связана с биоразлагаемостью основных компонентов без образования токсичных продуктов.

Но так ли верны доводы производителей о высоком качестве шампуней для волос? Попробуем разобраться, наносим ли мы вред коже головы, используя эти самые шампуни? И снова экспериментируем, экспериментируем.

 

   Исследование физико-химических свойств шампуней

Для исследования я взяла 5 образцов шампуней популярных марок

Оценка шампуня начинается с запаха, консистенции и цвета. Традиционные направления запахов в средствах для волос — это свежие, морские, цветочные, зеленые, фруктовые, фантазийные и легкие восточные ароматы. В мужских шампунях присутствуют древесные, табачные, кожаные ноты. Детский шампунь должен иметь очень нежный, теплый, пудристый нерезкий аромат.

Все предложенные образцы обладают приятным ароматом. Три образца являются непрозрачными (№1, 3,4). Образец №1 обладает неестественным белым цветом, что указывает на наличие большого количества красителей в составе, то же можно сказать про образец №2. Образец  №3 обладает перламутровой окраской, что обычно указывает на попытку скрыть неоднородность состава. В образце № 4 мутность попытались замаскировать схожестью с кремом, лосьоном или косметическим молочком, питающим и смягчающим кожу. Образец №5 можно считать победителем данного сравнения, т.к. обладает неярким  цветом, прозрачен и однороден

№ образца	Аромат	Цвет	Однородность	Место образца шампуня
1	+	-	+	2
2	+	-	+	2
3	+	-	-	3
4	+	-	+	2
5	+	+	+	1

 

Изучим образцы более подробно:

 

     1 опыт:  Изучение растворов шампуня и мыла при помощи фенолфталеина.

Я приготовила растворы хозяйственного мыла, туалетного мыла марки «DURU», жидкого мыла марки «Absolut», 5 шампуней различных марок с массовой долей растворённого вещества  0,01.

Я налила в пробирки по 10 мл приготовленных растворов и добавила к ним по несколько капель спиртового раствора фенолфталеина.

Результаты эксперимента:

Номер образца/Название фирмы	Изменение окраски фенолфталеина	место
DURU	Малиновый	Не участвует
№1	Не изменился	1
№2	Не изменился	1
Хозяйственное мыло	Малиновый	Не участвует
Absolut	Не изменился	Не участвует
№3	Не изменился	1
№4	Не изменился	1
№5	Не изменился	1

 

Уровень кислотности шампуня играет очень важную роль. Поскольку волосы содержат определенное количество влаги и имеют слегка кислую среду, то такие процессы, как окрашивание, химическая завивка, и некоторые другие придают волосам щелочную среду, разрушая волосы: они теряют упругость, секутся, становятся ломкими. В связи с этим величина pH шампуня должна приближаться к нейтральному уровню, то есть не должно быть большого контраста между уровнем кислотности кожи и волос и уровнем кислотности моющего средства.

Вывод: опыт показал, что все представленные шампуни для волос имеют нейтральную среду, а водные растворы мыла имеют щелочную среду.    

                                                              

           

2 опыт: Исследование пенообразования  шампуней.

Я налила в пробирки по 4 мл воды, хозяйственного мыла, туалетного мыла марки «DURU» и пяти шампуней различных марок. Закрыв пробирки, я тщательно перемешала растворы и измерила высоту пенного столба.

Результаты экспериментов:

Номер образца/Название фирмы	Высота пенного столба	Место образца шампуня
DURU	6,5 см	Не участвует
Хозяйственное мыло	5,5 см	Не участвует
№1	8 см	3
№2	8,5 см	4
№3	10 см	5
№4	6 см	1
№5	7,5 см	2

(Lauramide Dea) 
- это полусинтетический химикат, используемый для образования пены и сгущения различных косметических препаратов. Кроме того, применяется в моющих средствах для мытья посуды из-за способности удалять жиры. Способствует высушиванию волос и кожи; вызывает зуд, а также аллергические реакции.

Вывод: слишком большая высота пенного столба указывает на большую концентрацию  Lauramide Dea, что плохо влияет на волосы и кожу головы.

 

3 опыт: Определение плотности шампуней.

Зная объём и массу шампуней можно вычислить их плотность по формуле: ρ=m/v. Сначала я измерила массу стакана (45г.=0,045 кг.), затем налила в стаканы по 50 мл шампуней пяти различных марок, ставила стаканы на весы и измеряла их массу.

 

Шампунь не должен обладать слишком большой плотностью, так как это затрудняет нанесение на волосы и удаление после мытья с волос.

 

Результаты экспериментов:

Образец №	V, м³	m, кг	ρ, кг/м³	Место образца шампуня
1	5*10-5	0,0935	1870	3
2	5*10-5	0,0855	1710	1
3	5*10-5	0,0915	1830	2
4	5*10 -5	0,092	1840	2
5	5*10-5	0,093	1860	3