Химия и технология косметических средств. Часть 1. Пеномоющие и очищающие средства
Покупка
Авторы:
Богданова Светлана Алексеевна, Шигабиева Юлия Александровна, Князев Андрей Александрович, Галяметдинов Юрий Генадьевич
Год издания: 2018
Кол-во страниц: 340
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-7882-2646-0
Артикул: 789014.01.99
Доступ онлайн
В корзину
Рассматриваются пенообразуюшие и очищающие косметические средства, коллоидно-химические основы получения гетерогенных косметических продуктов, свойства, формулы и характеристики косметических ингредиентов, актуальные базовые рецептуры, технологические схемы производства.
Предназначен для бакалавров, обучающихся по направлению «Химическая технология» (профиль подготовки «Химическая технология синтетических биологически активных веществ, химико-фармацевтических препаратов и косметических средств»), и магистров, обучающихся по программам «Технология косметических средств». «Инновационное предпринимательство в производстве косметических средств».
Подготовлен на кафедре технологии косметических средств.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет» ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ КОСМЕТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ Часть 1 ПЕНОМОЮЩИЕ И ОЧИЩАЮЩИЕ СРЕДСТВА Учебник Казань Издательство КНИТУ 2018
УДК 665.5(075) ББК 35.68я7 Х46 Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета Рецензенты: д-р мед. наук, проф. каф. фармакологии КГМУ Л. Н. Залялютдинова д-р хим. наук зав. лаб. высокоорганизованных сред ИПХФ РАН Л. Я. Захарова Х46 Авторы: С. А. Богданова, Ю. А. Шигабиева, А. А. Князев, Ю. Г. Галяметдинов Химия и технология косметических средств : в 2 ч. Ч. 1. Пеномоющие и очищающие средства : учебник / С. А. Богданова [и др.]; Минобр- науки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2018. – 340 с. ISBN 978-5-7882-2645-3 ISBN 978-5-7882-2646-0 (ч.1) Рассматриваются пенообразующие и очищающие косметические сред- ства, коллоидно-химические основы получения гетерогенных косметических продуктов, свойства, формулы и характеристики косметических ингредиен- тов, актуальные базовые рецептуры, технологические схемы производства. Предназначен для бакалавров, обучающихся по направлению «Хими- ческая технология» (профиль подготовки «Химическая технология синтети- ческих биологически активных веществ, химико-фармацевтических препара- тов и косметических средств»), и магистров, обучающихся по программам «Технология косметических средств», «Инновационное предпринимательство в производстве косметических средств». Подготовлен на кафедре технологии косметических средств. ISBN 978-5-7882-2646-0 (ч.1) ISBN 978-5-7882-2645-3 © Богданова С. А., Шигабиева Ю. А., Князев А. А., Галяметдинов Ю. Г., 2018 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2018 УДК 665.5 (075) ББК 35.68 я7
СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................. 5 1. КОСМЕТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА С ДРЕВНИХ ВРЕМЕН ДО НАШИХ ДНЕЙ...................................................................................... 9 1.1. Из истории косметических средств .................................................... 9 1.2. Из истории моющих средств ............................................................. 33 1.2.1. Шампунь ........................................................................................... 33 1.2.2. Мыло ................................................................................................. 40 1.3. Принципы классификации косметических средств ........................ 48 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОМОЮЩИХ И ОЧИЩАЮЩИХ КОСМЕТИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИЙ .................. 56 2.1. ПАВ и их роль в процессах получения и применения косметических средств .............................................................................. 65 2.2. Мицеллообразование .......................................................................... 83 2.3. Пены, их свойства и применение ...................................................... 91 2.4. Смачивание и моющее действие ..................................................... 104 2.5. Солюбилизация ................................................................................. 118 3. ПЕНОМОЮЩИЕ КОМПОЗИЦИИ КОСМЕТИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ ........................................................................................ 123 3.1. Основные ингредиенты .................................................................... 123 3.1.1. Международная номенклатура косметических ингредиентов INCI............................................................................................................ 123 3.1.2. ПАВ и со-ПАВ для пеномоющих композиций ........................... 126 3.1.3. Витамины ........................................................................................ 141 3.1.4. Экстракты........................................................................................ 152 3.1.5. Кондиционирущие добавки .......................................................... 165 3.1.6. Масла в пеномоющих средствах .................................................. 180 3.1.7. Консерванты, регуляторы рН и вязкости .................................... 205 3.2. Принципы рецептуростроения и особенности технологии пеномоющих косметических средств .................................................... 223 3.2.1. Шампуни ........................................................................................ 223 3.2.1.1. Классификация шампуней ......................................................... 224 3.2.1.2. Принципы рецептуростроения шампуней ................................ 229 3.2.1.3. Основные стадии получения шампуней ................................... 234
3.2.1.4. Примеры рецептур ...................................................................... 236 3.2.1.5. Технологические схемы получения шампуней ....................... 238 3.2.2. Гели для душа, пены для ванн и жидкое мыло ........................... 242 3.3. Элементы технического анализа пеномоющих композиций ........ 252 4. ОЧИЩАЮЩИЕ СРЕДСТВА НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ ................... 259 4.1. Основные ингредиенты .................................................................... 260 4.1.1. ПАВ в очищающих средствах ...................................................... 261 4.1.2. Солюбилизаторы ............................................................................ 270 4.1.3. Биологически активные добавки .................................................. 272 4.1.4. Увлажняющие компоненты .......................................................... 288 4.1.5. Гидролаты ....................................................................................... 307 4.2. Принципы рецептуростроения и особенности технологии очищающих косметических средств на водной и спиртоводной основе ........................................................................................................ 314 4.2.1. Спиртосодержащие косметические лосьоны .............................. 314 4.2.2. Тоники и мицеллярная вода ......................................................... 324 4.3. Элементы технического анализа очищающих средств ................. 330 ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................................... 332 Литература ............................................................................................... 334 4
ВВЕДЕНИЕ Красота – это то, к чему стремится каждый человек независимо от пола и возраста. В этом стремлении призваны помочь косметические средства. Отдавая дань известным и безвестным экспериментаторам, философам, ученым, врачам, которые внесли неоценимый вклад в банк данных о сотворении, сохранении, при- умножении красоты, необходимо рассмотреть и проанализировать современное состояние разработки и производства косметических средств различного назначения, которое использует последние достижения в области высоких технологий. Оно базируется на новейших исследованиях в самых различных областях – медицине, органической, физической, коллоидной химии, химии полимеров, фармакологии, ботанике, биохимии, физиологии, прикладной дерматологии. В условиях высокой конкуренции и насыщенного рынка парфюмерии и косметики постоянно расширяется ассортимент, появляются инновационные средства и ингредиенты, возрастает их функциональность и безопасность. Это обусловлено интенсивностью научного поиска, маркетинговыми исследованиями, оснащением предприятий и лабораторий новейшим оборудованием, успехами в области процессов и аппаратов химической технологии, коллоидной химии концентрированных дисперсных систем, супрамолекулярной химии. В этих условиях особую важность приобретает подготовка специалистов – технологов косметических производств, иссле- дователей и разработчиков, обладающих необходимыми компе- тенциями, способных создавать конкурентноспособные продукты, соответствующие мировым тенденциям. Необходимым условием подготовки бакалавров и магистров по соответствующим профилям и магистерским программам является достаточное методическое обеспечение. В этом плане ситуация далека от удовлетворительной. Современная косметическая химия и технология косметических средств базируется на фундаменте из сплава многих наук. Невозможно переоценить вклад в нее известных ученых и практиков – Р. А. Фридмана, Г. Н. Каспарова, А. Л. Войцеховской, С. А. Войткевича, Х. Вилламо, М. Ю. Плетнева, В.Г. Авраменко, В. Е. Кима, Т. В. Пучковой и др.
Однако современная учебная литература весьма ограниченна, а существующие материалы в некоторой степени отстают от вариативности быстро меняющихся направлений и особенностей рецептуростроения и производства. Большой объем информации содержится в учебно-методической литературе, предназначенной в большей степени для студентов, обучавшихся по направлению подготовки дипломированных специалистов 260401 «Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов», и бакалавров, обучающихся по направлению 19.03.02 «Продукты питания из растительного сырья» (профиль «Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов»). Эта литература имеет свою специфику, большое внимание в ней уделяется основам парфюмерии и парфюмерным продуктам, дерматологическим аспектам – структуре кожи и волос. Не умаляя достоинств этих источников, необходимо отметить, что в настоящее время в учебно-методической литературе отсутствует учебник по химии и технологии косметических средств, который включал бы коллоидно-химические, теоретические основы производства гетерогенных косметических продуктов, свойства, формулы и характеристики современных косметических ингредиентов, актуальные базовые рецептуры, современные технологические схемы производства. Этот пробел в какой-то степени и предполагает восполнить данное издание. Учебник обобщает опыт подготовки специалистов по специальности 240401.65 «Химическая технология органических веществ», специализации 240401.65-06 «Технология косметических средств», а после перехода на двухуровневую систему образования – опыт подготовки бакалавров по направлению 18.03.01 «Химическая технология» (профиль «Химическая технология синтетических биологически активных веществ, химико- фармацевтических препаратов и косметических средств») и магистров по направлению 18.04.01 «Химическая технология», магистерской образовательной программе «Технология косметических средств» в ФГБОУ ВО КНИТУ – Казанском национальном исследовательском технологическом университете. Учебник предназначен для бакалавров (по профилю подготовки «Химическая технология синтетических биологически активных веществ, химико-фармацевтических препаратов и косметических средств», «Технология жиров, эфирных масел и
парфюмерно-косметических продуктов») и магистров (по профилю «Технология косметических средств», «Инновационное предпринимательство в производстве косметических средств»). Информация может быть полезной для аспирантов, научных работников и преподавателей, область научных интересов которых лежит в сфере коллоидной химии поверхностно-активных веществ, дисперсных систем, жидких кристаллов и полимеров. В нашей книге мы уделили большое внимание историческим аспектам развития представлений о красоте и способах ее сохранения. С одной стороны, такой исторический экскурс подчеркивает суще- ственный прогресс в области создания косметических продуктов, с другой – очевидно, что опыт тысячелетий возвращается к нам в виде растущего участия природных, натуральных компонентов в рецепту- рах и технологиях. Появившийся не столь давно термин «органическая косметика» (на наш взгляд, неудачный, поскольку большинство кос- метических средств содержит органические вещества) предполагает использование не просто природных ингредиентов, но выращенных в особых условиях без пестицидов и других индустриальных токсинов, а также генетически модифицированных организмов – не эти ли ингре- диенты использовались в Древнем Египте? Вместе с тем массовое производство косметических средств базируется на основных закономерностях получения и стабилизации гетерогенных многофазных систем – на законах физической и колло- идной химии. Не умаляя достижений других наук, мы считали необ- ходимым предварить рассмотрение конкретных косметических про- дуктов анализом коллоидно-химических основ технологии их получе- ния и использования. При этом явления мицеллообразования, пенооб- разования, солюбилизации, смачивания, свойства ПАВ рассмотрены применительно к косметическим средствам. Мы сознательно отказа- лись от рассмотрения строения и функций кожи и волос – по этому поводу имеется обширная литература, а большой опыт в области кол- лоидной химии косметических композиций, экстрактов растений, рас- творов полимеров и полиэлектролитов, жидких кристаллов, латексов, гелей, микроэмульсий и других дисперсных систем, накопленный на кафедрах технологии косметических средств, физической и коллоид- ной химии КНИТУ (КХТИ), позволил нам опереться на эти исследо- вания при написании учебника. Среди всего многообразия косметических средств пеномою- щие и очищающие средства – самые востребованные. Их основу со-
ставляет вода – источник жизни. Большое внимание нами уделяется современным способам очистки воды. Активными действующими компонентами являются поверхностно-активные вещества. Мы поста- рались показать большое многообразие ПАВ, используемых в совре- менных пеномоющих и очищающих средствах. Авторы надеются, что данное учебное издание поможет будущему химику-технологу косме- тических производств ориентироваться в традиционных технологиях и современных тенденциях в области разработки, производства и анали- за современных многофункциональных и многокомпонентных про- дуктов, реализовать компетентностный подход к обучению и приобре- тению необходимых знаний и умений. Учебник поможет и маркетоло- гам косметической продукции, продавцам-консультантам, всем жела- ющим разобраться в особенностях предлагаемых потребителю компо- зиций. При анализе применяемых ингредиентов мы старались пока- зать их структуру, привести химические формулы, основные свойства. Большое количество иллюстраций делает получение информации увлекательным. Источники иллюстраций приведены в списке литера- туры. Особое внимание уделено натуральным экстрактам, маслам, ви- таминам. Вместе с тем, и это неоднократно подчеркивалось, мы не в со- стоянии осветить все полезные биологически активные добавки, ис- пользуемые производителями косметических средств, которые стара- ются привлечь потребителя новыми, часто экзотическими названиями. Кроме того, многие природные компоненты косметики будут рассмот- рены нами в других частях данного учебного издания. Не касались мы и вопросов, связанных с тарой и упаковкой, поскольку эта тема носит общий характер для всех косметических продуктов и будет рассмот- рена позже. В заключение, вспоминая известную фразу Достоевского о том, что «красота спасет мир» (сказанную, правда, не столько о физи- ческой красоте, сколько о сумме нравственных качеств), хотелось бы верить, что данная книга поможет профессионально спасти и сохра- нить красоту и здоровье человека. 8
1. КОСМЕТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА С ДРЕВНИХ ВРЕМЕН И ДО НАШИХ ДНЕЙ 1.1. Из истории косметических средств История косметики уходит своими корнями в далекое про- шлое. В ходе археологических раскопок, начиная с ледникового пери- ода, были найдены краски, карандаши, гребни, помада, специальные сосуды для притираний и благовоний. Не будет преувеличением ска- зать, что косметика зародилась одновременно с появлением человека. Она использовалась в различные времена в различных видах и фор- мах, зависевших от уровня развития людей, климатических, матери- альных, социальных и других условий. Но стремление к чистоте и украшению своего тела, а в дальнейшем к избавлению его от недо- статков с помощью различных средств существовало у человечества всегда. С незапамятных времен у всех народов, на какой бы стадии развития культуры они ни находились, гримировка, раскрашивание лица и тела растительными красками и цветными глинами применя- лись очень широко: перед военными набегами, в праздники, при рели- гиозных обрядах. Многие исследователи считают, что косметику при- думали мужчины. Известно, например, что в некоторых первобытных племенах бывалые, но уже немолодые воины, готовясь к бою, покрывали лицо и тело многочисленными красками и татуировками. Так они скрывали морщины, свой настоящий возраст и одерживали победу над молодым врагом. По мнению Лизы Элдридж, креативного директора Lancome, «раскрашивание лица – часть чело- веческой природы, может быть, чуть менее базовая, чем потребность в еде и сне». Рис. 1. Мужской «макияж» имеет давнюю историю
Рассмотрим основные этапы развития косметической науки и практики. Наиболее ранние упоминания о косметических средствах, их составе и изготовлении связаны с Древним Египтом. Раннее название этой страны – Кхем или Та-Хем – Черная земля. Ученые считают, что от этого названия Египта произошло и слово «химия». Сведения о первых средствах для ухода за лицом и телом датируются III тысячелетием до н.э. В древнейших гробницах были найдены сосуды с мазями, различными благовоньями, маслами. Анализ показал, что они содержали мускус, розовое масло, ладан. При изучении изображений на древних папирусах в первую очередь обращает на себя внимание подводка глаз. Она имела не только эстетическое, но и медицинское значение. Рис. 2. Знатная египтянка за туалетом Для зеленых теней на веках использовали толченый малахит Cu2CO3(OH)2 и углекислую медь CuCO3, синие тени делались из порошка лазурита Na6Ca2(AlSiO4)6(SO4,S,Cl)2, черная подводка – из свинцовой руды галенита PbS с сурьмой. Краска не только увеличивала глаза и придавала им миндалевидную форму, но и служила лекар-
ством от глазных болезней (трахомы) в жарком климате. Считалось, что злые духи проникают в человека через глаза, такой яркий макияж их отпугивал. Египтяне придавали выразительности глаз такое значение, что даже священным животным в храмах (кобрам, крокодилам, кошкам, быкам) обрисовывали круги по векам светящимися красками (которые добывали из раковин моллюсков). Статуям также обрисовывали глаза, заполняли радужную оболочку прозрачным кварцитом, а в середину вместо зрачка помещали каплю хрусталя. Технология изготовления косметических средств держалась в секрете, которым владели жрецы. Мужчины в Египте активно пользовались косметическими средствами, подводили глаза, рисовали усы, закрашивали седину красками на основе крови черных животных (рис. 3). Древние египтяне прибегали к маникюру. Были найдены мумии с окрашенными в различные цвета ногтями. Пользовались египтянки и белилами для придания темному лицу бледности, для щек применяли румяна, изготовленные из сырья растений и кустарников. В качестве тона для лица использовали желтую и красную охру, красили губы порошком из красной глины, ладони и ступни, а также ногти на руках и ногах покрывали розовой хной. Окрашенные волосы мумий до наших дней сохранили свой цвет. Историки медицины установили, что египтяне умели изготав- ливать и применять различные растительные экстракты, использовали серу, киноварь (сульфид ртути HgS), сульфат меди CuSO4, квасцы, карбонат железа, мази на основе свинцового глета (желто-красная модификация PbO). Ногти они красили зеленой краской. Египтянки стремились иметь гладкую кожу, умащенную благовоньями и маслами, и поэтому безжалостно удаляли каждый лишний волосок. На туалетных столиках того времени можно было увидеть различные помады, специальные лопаточки для мазей, алебастровые пудреницы и щипчики для удаления волос на лице и теле. Всевозможные Рис. 3. Скульптурный портрет египтянина
флакончики и коробочки, подтверждающие увлечение египтян разнообразными средствами, археологи в изобилии находили в пирамидах и древних захоронениях. Сейчас эти находки хранятся во многих музеях мира. В египетском зале Государственного музея изобразительных искусств им. А.С. Пушкина хранится подлинный шедевр – косметическая ложечка, сделанная в виде цветка лотоса, ручкой служит фигурка плывущей девушки (рис. 4). Рис. 4. Ложечка для косметики в виде плывущей девушки. 14 в. до н.э., слоновая кость, эбеновое дерево, краска. ГМИИ им. А.С. Пушкина В могилах египетских фараонов были найдены сосуды из золота и серебра с красками для волос и бород. Эти препараты готовили в храмовых мастерских по стандартным рецептурам, тексты которых были высечены на каменных стенах. В этих текстах были указаны весовые и объемные соотношения компонентов, продолжительность процедур, выход продукта и потери при получении. Эти тексты свидетельствуют о зарождении и развитии в Египте косметической химии. Основным косметическим средством в Древнем Египте были благовонные масла. Уже в древние времена люди осознавали, что коже необходимы защита и питание. В этих целях они использовали мази, приготовленные на основе воловьего и овечьего жира, а также миндального, кунжутового и оливкового масел. Было известно, что смазывание тела жирным маслом тормозит обезвоживание организма и облегчает самочувствие человека в жару. В Древнем Египте, где вода была в дефиците, смазывание маслом частично заменяло водные гигиенические процедуры, а в эпоху Нового царства (1552–1069 гг. до н.э.) было обязательным ритуалом. Простые люди использовали для смазывания касторовое масло, которое египетские жрецы умели полу-
Доступ онлайн
В корзину