CÁC CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT CATION

Các chất hoạt động bề mặt cation ở dạng các hợp chất amoni bậc 4 là các chất chăm sóc tóc được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm trên thị trường. Một trong những lý do chúng phổ biến là do tính hiệu lực, linh hoạt, sẵn có và chi phí thấp.

Một vài ví dụ quan trọng cho cấu trúc bậc 4 này gồm có stearalkonium chloride, cetrimonium chloride và dicetyldimonium chloride. Các anion kết hợp khác được sử dụng với những thành phần này gồm có chloride, bromide và methosulfate.

Do có điện tích dương ở cấu trúc bậc 4 nên chúng tồn tại trên tóc và kết hợp vào các vị trí tích điện âm trên bề mặt tóc. Do đó, khi điều trị với những cấu trúc bậc 4 này giúp tạo ra một lớp bao phủ kỵ nước trên các sợi giúp tóc mềm hơn và dễ chải hơn. Sự tích tụ của điện tích tĩnh điện cũng được giảm đáng kể.

Một kết quả khác của điện tích dương ở cấu trúc bậc 4 là sự lắng đọng gia tăng theo sự gia tăng của điện tích âm trên bề mặt tóc. Điều này được thể hiện trong bảng 1, cho thấy kết quả trong một thí nghiệm ở mái tóc được điều trị với 1% stearalkonium chloride và sau đó rửa sạch. So sánh ở chân tóc, tìm thấy nhiều hơn 22% cấu trúc bậc 4 ở tóc chưa qua uốn, nhuộm, duỗi, trong khi sự lắng đọng stearalkhonium chloride ở tóc đã được tẩy nhiều gấp đôi.

Bảng 1.

Kết quả này rất quan trọng vì các phần tóc bị hư hỏng do môi trường hoặc do điều trị hóa học có số lượng điện tích âm nhiều hơn nên đòi hỏi lượng chất chăm sóc tóc nhiều hơn. Thực tế là các chất hoạt động bề mặt cation có thể đáp ứng sự gia tăng này để đem lại hiệu quả trên một bề mặt dày đặc tóc. Đây là yếu tố chính trong việc sử dụng rộng rãi các chất chăm sóc tóc loại này.

Nghiên cứu được tiến hành ở TRI/ Princeton đã chỉ ra rằng loại lắng đọng và mật độ thâm nhập vào sợi tóc tùy thuộc vào kích thước hoặc trọng lượng phân tử của hợp chất. Sự tương tác giữa các chất cation và sợi tóc chủ yếu xảy ra ở bề mặt, tuy nhiên, các chất có trọng lượng phân tử thấp có thể thâm nhập vào bên trong thông qua sự khuếch tán nội bào. Ví dụ cetrimonium bromide (CETAB) có thể xuyên qua lớp biểu bì cũng như lớp giữa của thân tóc.

Những thuộc tính dưỡng tóc và tính kỵ nước

Nhiều thuộc tính quan trọng của các amoni bậc 4 có liên quan đến mức độ kỵ nước của phần thân dầu của chất diện hoạt. Do đó, khi gia tăng chiều dài của chuỗi alkyl làm tăng tính kỵ nước dẫn đến tăng sự lắng đọng trên tóc. Kết quả là cetrimonium chloride lắng đọng trên tóc ở mức độ cao hơn laurtrimonium chloride. Gia tăng số lượng chuỗi alkyl cũng gia tăng sự lắng đọng dẫn đến tricetylmonium chloride thể hiện sự lắng đọng nhiều hơn dicetyldimonium chloride.

Tính kỵ nước gia tăng cũng tương quan với gia tăng khả năng chăm sóc tóc. Do đó, cetrimonium chloride giúp nuôi dưỡng tóc nhẹ đến trung bình, trong khi dicetyldimonium và các tricetylmonium chloride giúp nuôi dưỡng tóc sâu hơn. Chiều dài và số lượng của các chuỗi alkyl cũng quyết định độ tan trong nước của những hợp chất này.

CÁC CHẤT DƯỠNG TÓC THÂN DẦU

Các chất diện hoạt amoni bậc 4 trong các sản phẩm thương mại hầu như không bao giờ được sử dụng một mình. Thay vào đó, chúng được sử dụng kết hợp với các chất béo chuỗi dài, đặc biệt là các alcohol cetyl và stearyl. Những chất béo này được thêm vào để tăng cường hiệu quả dưỡng tóc của các hợp chất bậc 4. Các hợp chất béo chuỗi dài nhìn chung là các chất rắn ở nhiệt độ phòng, yêu cầu phải đun nóng để kết hợp vào sản phẩm. Nên cẩn thận khi sản xuất công thức để tốc độ làm mát không quá nhanh vì nó ảnh hưởng đến sự hình thành tinh thể lỏng. Các lipid khác được tìm thấy trong các sản phẩm thương mại gồm có glycol distearate, các triglyceride, các ester béo, sáp triglyceride, parafin lỏng…

CÁC POLYME

Polyme cation

Có một lượng lớn các polyme cation đem lại những lợi ích chăm sóc tóc, đặc biệt là giảm rối tóc và giảm điện tích tĩnh điện. Những ví dụ quan trọng cho những loại polyme này là polyquaternium-10, hydroxyethylcellulose polyme, polyquaternium-7, copolyme của diallyldimethylammonium chloride và acrylamide, polyquaternium-11, copolyme của vinylpyrrolidone và dimethylaminoethyl methacrylate với dimethyl sulfate, polyquaternium-16, copolyme của vinylpyrrolidone và polyquaternium 6, homopolyme của diallyldimethylammonium chloride.

Do có bản chất cation nên các polyme này dễ tồn tại trên tóc. Hiệu quả chăm sóc tóc đặc biệt của những chất này tùy thuộc vào cấu trúc polyme. Trong một số nghiên cứu, sự lắng đọng các polyme này trên tóc tỷ lệ nghịch với mật độ điện tích cation. Điều này đã được giải thích bằng cách quan sát, nhận thấy rằng mật độ điện tích cation trên mỗi polyme càng cao thì lượng polyme cần để trung hòa tất cả các điện tích âm trên tóc càng ít. Tuy nhiên, một khi đã lắng đọng, nhiều điểm gắn tĩnh điện làm cho những polyme này khó để loại bỏ, đặc biệt nếu mật độ điện tích cao.

Polyquaternium-10 (PQ-10) và polyquaternium-7 (PQ-7) là hai trong số các polyme được sử dụng thường xuyên nhất trong các dầu gội. Cả hai polyme này tạo thành các phức tích điện âm với chất diện hoạt anion, dẫn đến giảm sự lắng đọng do lực đẩy bởi bề mặt tóc được tích điện âm. Độ lớn của tác động này phụ thuộc vào tỷ lệ chất diện hoạt polyme anion. Ngoài việc cung cấp những lợi ích chăm sóc tóc, một số các polyquaternium đã được nhận thấy cải thiện sự bám dính của các vảy biểu bì.

Các polyme khác

Trong những nghiên cứu gần đây, các chất polyme bao gồm các polyme amphiphilc, các polyme amphoteric, các copolyme, các polyme ghép và các dendrimer đã được nghiên cứu để sử dụng như những chất chăm sóc tóc, chất ổn định và chất lắng đọng. Một phần có lẽ là do chi phí nên những sản phẩm có chứa những polyme mới là rất hiếm. Tuy nhiên, những hoạt động nghiên cứu này có thể cho thấy xu hướng sử dụng các polyme với những cấu trúc phức tạp hơn trong ứng dụng chăm sóc tóc trong tương lai.