Cationic cellulosic polymer thường được kết hợp với surfactan trong công thức bào chế dầu gội đầu, sữa tắm, với vai trò là một conditioner và có tác dụng phân bố. Trong quá trình pha loãng, các thành phần polymer và surfactan diễn ra một loạt các biến đổi cấu trúc như sau: từ dạng một mạng lưới dầy đặc hình thành nên các tiểu phân kết tụ hình cầu ở các lớp khác nhau, tạo nên cấu trúc michele. Polymer dạng cation ảnh hưởng đến tương tác bề mặt của polymer và surfactan. Sự bổ sung các phân tử kỵ nước vào hệ polymer làm thay đổi nhiều đặc tính lắng đọng và condition của polymer. Chỉ một lượng nhỏ các thành phần kỵ nước vào hệ polymer cũng làm thay đổi tương tác bề mặt, ảnh hưởng đến khả năng tạo giọt và lắng đọng của cả hệ.

Polyquternium-10

Polyquaternium-10 (PQ-10) là tên INCI của thành phần cationic (trimethyl

ammonium) hydroxylethylcellulose (HEC ) thường được sử dụng trong hệ polymer của dầu gội để tạo cảm giác mềm mịn và tạo nếp cho tóc. Thành phần này được ứng dụng phổ biến trong bào chế các sản phẩm vệ sinh cơ thể, tạo cảm giác dễ chịu sau khi xã với nước và cải thiện tính phân bố đồng nhất của các thành phần thân dầu trong hệ. Tên gọi thương mại của Polyquaternium-10 (PQ-10) thường kèm theo khối lượng phân tử và mật độ điện tích.

Trong dầu gội đầu và kem tẩy rửa, polymer dạng cation và chất diện hoạt cùng tồn tại trong một pha duy nhất. Trong quá trình tẩy rữa và làm khô, cation polymer HEC hình thành nên hệ polymer từ phức hợp với chất diện hoạt, được tách ra từ dung dịch.

Sự tách pha (hay sự tạo giọt) là một hiện tượng phổ biển được biết đến với tên gọi “Lochhead effect”. Sự tạo giọt hình thành nên thể chất dạng gel có chứa hàm lượng cao polymer cation sẽ tích tụ trên những bề mặt tích điện âm, hình thành nên một lớp film mỏng. Sự lắng đọng phụ thuộc vào trọng lượng phân tử của polymer cũng như mật độ điện tích dương trong hệ. Nghiên cứu của Zhou khảo sát ảnh hưởng của trọng lượng phân tử và chiều dài của ethylen oxide đến cationic hydroxyethyl cellulose ở những nồng độ khác nhau của sodium dodecyl sulfate (SDS). Những thay đổi cần quan sát bao gồm: sự ngưng tụ, kết tụ các cấu trúc hình cầu, tương tác liên phân tử giữa các michele.

Zhou nhận thấy ở nồng độ chất diện hoạt thấp, polymer tan với bán kính thủy động học 100 nm gần đường giới hạn pha. Khi nồng độ chất diện hoạt gia tăng, bán kính thủy động học cũng tăng, sự tách pha xảy ra. Khi dần tiến đến ngưỡng giới hạn trên, kích thước phân tử gia tăng. Sự bổ sung chất diện hoạt trên nồng độ giới hạn, dẫn đến sự tái hòa tan các phân tử polymer. Mối quan hệ phức tạp giữa các cấu trúc micro với polymer, chất diện hoạt dự đoán những chức năng bổ sung và tác động của việc bổ sung các chuỗi kỵ nước vào khung polymer.

Kết quả và thảo luận

Tác động của trọng lượng phân tử và mật độ điện tích của cation polymer HEC trên hệ silicon (0.5 µ dimethicone) kết tụ từ một hệ bào chế dầu gội đầu đơn giản gồm 15.5% SLES-2 2.6% DSCADA ,0.25 % polymer,1 % silicone. Cả 2 chỉ số đều ảnh hưởng đến tính chất của polymer trong hệ kết tụ silicon.