Chất hoạt động bề mặt + tự nhiên

PHẦN 2: LƯỠNG TÍNH VÀ KHÔNG ION

III. CHẤT DIỆN HOẠT LƯỠNG TÍNH

Các chất diện hoạt lưỡng tính tồn tại cả nhóm chức anion và cation trong công thức phân tử. Nhìn chung, tính chất của chất diện hoạt lưỡng tính sẽ phụ thuộc vào môi trường xung quanh. Trong môi trường kiềm, chúng phân ly thành các anion, còn trong môi trường acid, chúng sẽ phân ly thành các cation. Vì đặc tính trên, chúng có thể sử dụng để khắc phục nhược điểm của các chất diện hoạt anion hoặc cation đơn thuần. So với chất diện hoạt ion, chất diện hoạt lưỡng tính cho khả năng kích ứng da và độc tính thấp hơn. Về ứng dụng, chúng thể hiện hoạt tính diệt khuẩn, làm sạch, tạo bọt, làm mềm rất tốt, các tính chất này được sử dụng trong các sản phẩm dầu gội, chăm sóc em bé. Ngoài ra, chúng còn được sử dụng trong các sản phẩm dạng khí dung do khả năng ổn định và tạo bọt.

1. Alkyl dimethylaminoacetic acid betaine (RN+(CH3)2CH2COO-; R: C12-C18)

Do đặc điểm cấu trúc, Alkyl dimethylaminoacetic acid betaine tạo khả năng diện hoạt lưỡng tính nhờ cấu trúc gồm muối amoni bậc 4 (cation) và các nhóm carboxyl (anion). Tính chất đặc trưng của hoạt chất này nằm ở khả năng hòa tan tốt và ổn định trong khoảng pH rộng. Trong mỹ phẩm, chúng được sử dụng trong sản xuất dầu gội, dầu xả, dầu dưỡng tóc do khả năng làm mềm mượt và chống tĩnh điện.

2. Alkyl amidopropyl dimethylaminoacetic acid betaine

(RCOONH(CH2)3N+(CH3)2CH2COO-)

Hoạt chất này được sử dụng trong sản xuất dầu gội nhờ khả năng làm mềm mượt, chống tĩnh điện và giữ ẩm.

3. 2-Alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine

Thành phần này gồm cấu trúc vòng imidazolin có thể linh động việc đóng – mở. Giống như các chất diện hoạt lưỡng tính khác, hoạt chất này chứa độc tính và khả năng gây kích ứng da rất thấp. Chúng có khả năng giúp tóc mềm mượt và óng ả, bên cạnh đó khả năng bền trong nước cứng cũng là điểm nổi bậc, nên thường được dùng trong các mỹ phẩm chăm sóc tóc, kem và nhũ tương…

IV. CHẤT DIỆN HOẠT KHÔNG ION

Chất diện hoạt không ion khác với các loại chất diện hoạt lưỡng tính hay ion, do không tạo thành ion khi hòa tan vào dung dịch. Khả năng hoạt động bề mặt do sự hiện diện của các nhóm chức: -OH, -O-, -CONH- và –COOR trong cấu trúc.Với dạng cấu trúc này, chúng được phân loại thành chuỗi polyoxyethylen chứa nhóm thân nước và các hợp chất chứa nhóm hydroxy. Nói cách khác, các nhóm thân dầu tương tự như chất diện hoạt ion, nhưng có thể kết hợp với nhiều loại khác nhau từ những nhóm có độ tan trong nước thấp do chuỗi dài polyoxyethylen, hoặc các nhóm thân nước chứa hydroxy. Sự kết hợp đem đến sự khác biệt lớn về đặc tính của chất diện hoạt không ion như: độ hòa tan, thấm ướt, khả năng thâm nhập của hoạt chất, mức độ nhũ hóa… do sự thay đổi chỉ số HLB của pha nước và pha dầu của các nhóm.

1. Polyoxyethylen dạng không ion

RO(CH2CH20)nH R: C12-C24

RCOO(CH2CH20)nH R: C12-C18

RC6H60(CH2CH20)nH R: C8-C9

Chất diện hoạt polyoxyethylen không ion thu được từ quá trình trùng hợp hóa ethylen oxid ở áp suất thường và áp suất cao trong môi trường kiềm. Các nhóm thân dầu có nguồn gốc từ alcol béo cao phân tử, acid béo cao phân tử, alkyl phenyl, alkyloamin… Độ hòa tan của chất diện hoạt không ion trong nước được đánh giá bằng cách đo điểm đục. Nếu cùng nhóm thân dầu, điểm đục sẽ tăng lên tỷ lệ thuận với độ dài của chuỗi polyoxyethylen, khi đó mức độ thân nước sẽ tăng lên. Dạng chất diện hoạt không ion này cho khả năng nhũ hóa tốt nên chúng được sử dụng trong sản xuất cream là lotion sữa cũng như là chất làm tăng độ tan cho các chất tạo mùi và thành phần dược phẩm khi thêm vào công thức sản xuất lotion.

2. Ester alcol đa chức dạng không ion (polyhydric alcohol ester)

Chất diện hoạt không ion ester alcol đa chức được sản xuất từ quá trình chuyển đổi ester của acid béo trong một số nhóm hydroxy của alcol đa nhóm -OH. Ví dụ: monoglycerid được sản xuất từ quá trình ester hóa, nó cũng có thể thu được từ quá trình chuyển đổi từ chất béo và glycerin. Một số alcol đa chức được sử dụng phổ biến nhất là glycerin và trimethylol propane với 3 nhóm OH, pentaerythritol và sorbitan với 4 nhóm OH, sorbitol với 6 nhóm OH và sucrose với 8 nhóm OH. Ester alcol đa chức có thể được tổng hợp với nhiều liên kết ester từ các monoester với phương pháp mô tả bên trong với các alcol đa chức (polyglycerin và raffinose) với hơn 11 nhóm OH. Ví dụ điển hình của nhóm này là mono và diglycerid, ester của sorbitan và acid béo cao phân tử và ester của sucrose và acid béo cao phân tử. Hầu hết các dạng này từ thân nước đến nhũ tương dầu trong nước. Các monoglycerid thường kết hợp với các chất diện hoạt thân nước và sử dụng trong sản xuất mỹ phẩm. Hơn nữa, nhiều chỉ số HLB của chất diện hoạt dạng không ion được sản xuất bằng cách trùng hợp ethylen oxide và các nhóm hdroxy dư.

Chất diện hoạt không ion của ester alcol đa chức cho thấy khả năng nhũ hóa tốt và cải thiện độ tan, do đó chúng được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm chăm sóc da.

3. Ethyleneoxide-propyleneoxide block polymers

Chất diện hoạt dạng này chứa cả nhóm glycol thân dầu và nhóm polyethylen glycol thân nước, do đó sự khác biệt về các nhóm này sẽ cho các chất diện hoạt có chỉ số HLB khác nhau. Chất diện hoạt này có khối lượng phân tử tương đối lớn hơn so với các chất diện hoạt khác và đặc trưng bởi tính kích ứng da thấp.

III. CÁC CHẤT DIỆN HOẠT KHÁC

1. Polymeric surfactants

Polymeric surfactant là chất diện hoạt cao có trọng lượng phân tử cao. Ví dụ, polyvinyl alcohol có thể được làm thành dạng sợi hoặc màng phim nhưng khi sử dụng với mục đích nhũ hóa chất chống đông, nó đóng vai trò như chất diện hoạt. Dựa trên khái niệm này, natri alginate, dẫn xuất tinh bột và tragacanth gum… được sử dụng như chất nhũ hóa, tạo tủa và phân tán.

2. Chất diện hoạt từ tự nhiên

Leicithin được biết đến như chất diện hoạt từ thiên nhiên thông dụng nhất, kết hợp nhóm anion của phosphat ester và nhóm cation của muối ammonium. Leicithin thu được từ đậu nành, trứng, thịt bò với thành phầnc chính là phosphatidyl serin, phosphatidyl ethanolamin, phosphatidyl cholin. Trong sản xuất mỹ phẩm, leicithin được sử dụng trong sản xuất cream và lotion vì tạo cảm giác dễ chịu và tính làm mềm khi sử dụng.

Gần đây, leicithin được nghiên cứu sản xuất liposome màng kép. Mốt số chất diện hoạt từ thiên nhiên khác cũng được sử dụng như: lanolin, cholesterol và saponin.