nabór na semestr zimowy!

Surfaktanty,czyli środki powierzchniowo czynne

W przemyśle kosmetycznym stosuje się układy składające się z dwóch niemieszających się ze sobą faz. Jedna z nich jest fazą ciągłą, czyli rozpraszającą a druga fazą nieciągła, czyli rozproszoną. Ażeby utrwalić układy, które maja olbrzymią powierzchnie styku faz w przemyśle farmaceutycznym jak i kosmetologii stosuje się tzw.surfaktanty.
SURFAKTANTY Inaczej tenzydy, są to molekuły organiczne składające się z dwóch części różniących się powinowactwem do rozpuszczalników. Jedna część cząsteczki ma wysokie powinowactwo w stosunku do rozpuszczalników polarnych, takich jak woda i jest nazywana częścią hydrofilową. Zaś część molekuły (najczęściej łańcuch węglowodorowy) mająca powinowactwo do niepolarnych rozpuszczalników, takich jak np. węglowodory, określana jest jako hydrofobowa.

Tenzydy bezpieczne, czyli delikatne dla skóry człowieka to:
- Coco Glucoside
- Decyl Glucoside
  - Disodium Cocoyl Glutamate
  - Lauryl Glucoside
  - Potassium Cocoate
  - Sodium Cocoyl Glutamate
  - Sodium Cocoyl Hydrolyzed Wheat Protein Glutamate
  - Sodium Cocoyl Hydrolyzed Wheat Protein
  - Sodium Lauryl Glucose Carboxylate & Lauryl Glucoside

Mocno drażniące skórę tenzydy to:
  - Ammonium Lauryl Sulfate
  - Sodium Laureth Sulfate
  - Sodium Lauryl Sulfate
  - Sodium Lauryl Sulfoacetate
  - Sodium Myreth Sulfate
Stosowany w produktach konwencjonalnych tenzyd Sodium Lauryl Sulfate jest substancją agresywną dla naszej skóry, wysusza ją i zaburzając barierę naskórkową powoduje, że skóra staje się przepuszczalna dla szkodliwych substancji zewnątrzpochodnych.

Podział surfaktantów


Surfaktanty anionowe
Surfaktanty kationowe
Surfaktanty niejonowe
Surfaktanty amfoteryczne

Surfaktanty Anionowe To takie, w których grupa hydrofilowa ma charakter jonu ujemnego, np. zjonizowana grupa karboksylowa, sulfonowa lub siarczanowa. Przykłady: dodecylosiarczan sodu (SDS), palmitynian sodu.
Anionowe środki powierzchniowo czynne:
 1. Siarczany alkoholi tłuszczowych
 2. Alkiloeterosiarczany
 3. Sulfoniany oleinowe/parafinowe
 4. Benzenosulfoniany alkilowe
 5. Sulfobursztyniany
 6. Estry kwasu fosforowego

Zastosowanie surfaktantów anionowych:
Laurylomyristylosiarczan sodu oraz trietanoloaminy stosowane są jako związki powierzchniowo czynne oraz emulgatory do wytwarzania środków piorących oraz czyszczących. Sól magnezowa siarczanu laurylomirystylo-(etylenoeteru)3  stosowana jako podstawowy związek powierzchniowo czynny do wytwarzania łagodnie działających środków, np. szamponów dla niemowląt, żeli pod prysznic.  Ester fosforowy poliglikoloeteru nonylofenolu stosowany jest jako zwilżacz dla obojętnych i słabo alkalicznych środków czyszczących. Sól sodowa sulfonowanej parafiny znajduje zastosowanie jako pieniący surfaktant do wytwarzania ciekłych, stężonych, przyjaznych skórze środków czyszczących.

Surfaktanty kationowe To takie, których grupa hydrofilowa ma charakter jonu dodatniego, np. kationy alkiloamoniowe. Przykłady: bromek heksadecylotrimetyloamoniowy. Tenzydy kationowe mają właściwości pianotwórcze i myjące. Są jednak wykorzystywane jako środki konserwujące, dezynfekujące i antystatyczne. Ich właściwości antystatyczne są związane z ich powinowactwem do keratyny; tworzą na niej warstwę hydrofilową, która jest zdolna do odprowadzania ładunków dodatnich powstających podczas pocierania.
Kationowe środki powierzchniowo czynne
1.    Poliglikoetery oleiloaminy
2.    Poliglikoetery stearyloaminy
3.    Poliglikoetery kokosoaminy
Związki te znajdują zastosowanie głównie jako emulgatory olejów mineralnych oraz jako surfaktanty do wytwarzania kwaśnych środków czyszczących.

Surfaktanty niejonowe
To takie, których grupa hydrofilowa nie ma charakteru jonowego, np. grupy cukrowe (sorbitol, glukoza), polietylenotlenkowe. Kosmetyczne tenzydy cukrowe o budowie estrowej otrzymuje się przez transestryfikację glukozy lub laktozy za pomocą estrów metylowych kwasów tłuszczowych (laurylowego, mirystynowego, palmitynowego, stearynowego, oleinowego, rycynolowego). Estry kwasów tłuszczowych są w kosmetyce stosowane jako środki myjące i emulgatory.
Niejonowe związki powierzchniowo czynne
1. Etoksylaty alkoholi
2. Etoksylaty oleju rycynowego
3. Etoksy- propoksylaty alkoholi tłuszczowych
4. Polietylenosorbitany
5. Poliglikoloetery
Etoksylaty izodekanolu stosuje się do wytwarzania środków dyspergujących, zwilżających, piorących, czyszczących, emulgatorów, zwilżaczy, mikroemulsji. Polietylenosorbitany stosowane są jako wspomagacze rozpuszczalności i emulgatory dla preparatów kosmetycznych. Poliglikoloetery nonylofenolu stosuje się jako środki dyspergujące i zwilżające.

Surfaktanty amfoteryczne
Są to takie surfaktanty, które posiadają jednocześnie grupy anionowe oraz kationowe. Surfaktanty amfoteryczne mogą adsorbować się na obu rodzajach powierzchni, nie zmieniając przy tym znacząco jej ładunku, np. Coco Betaine. Kokoamidopropylobetaina  jest surfaktantem dla przyjaznych skórze środków czyszczących.

Zastosowanie surfaktantów
Surfaktanty posiadają wiele praktycznych zastosowań. Są one stosowane m.in. jako:
detergenty- podstawowy składnik wszelkich środków czyszczących (szampony, proszki do prania, płyny do mycia naczyń, mydła)
emulgatory- dodatki utrwalające emulsje, stosowane w farbach, kosmetykach i przemyśle spożywczym
środki pianotwórcze - dodatki utrwalające pianę
środki zwilżające
niektóre rodzaje antybiotyków i herbicydów.

Mechanizm działania:
Każda cząsteczka surfaktantu zawiera koniec polarny jak i niepolarny, a przy tym są one dostatecznie duże, aby ich końce mogły niezależnie od siebie przejawiać swe skłonności do rozpuszczania się. Zgodnie z regułą, iż podobne rozpuszcza podobne, niepolarny koniec każdej cząsteczki poszukuje niepolarnego środowiska. Jeżeli nie ma w roztworze innych podobnych substancji to wtedy niepolarne końce gromadzą się obok innych niepolarnych części cząsteczek surfaktantu. Powstaje wtedy micela. Polarne końce ustawiają się na zewnątrz w kierunku polarnego rozpuszczalnika czyli wody. Jony dodatnie (sodowe lub potasowe) przechodzą do roztworu a na powierzchni miceli powstaje ładunek ujemny. Odpychanie się ładunków jednoimiennych powoduje, że micele są rozproszone. Podobnie zachowują się cząsteczki substancji powierzchniowo-czynnych na powierzchni roztworu. Części hydrofilowe skierowane są w stronę wody. Surfaktanty w procesie usuwania brudu który zawiera tłuszcz i smar, tworzy z anionami kwasu tłuszczowego otoczkę wokół kropelki oleju (smaru). Otoczka powstaje w wyniku silniejszego oddziaływania a tym samym wnikania do kropelki oleju części węglowodorowej łańcucha anionu kwasu tłuszczowego. Powstaje wtedy warstwa graniczna od strony oleju. Możemy wtedy powiedzieć, że jonowe (polarne) końce surfaktanta rozpuszczają się w fazie wodnej, a końce węglowodorowe (niepolarne) - w fazie olejowej. Ponieważ końce nie są połączone, tworzy się graniczna powierzchnia międzyfazowa. Na powierzchni zgromadzony ładunek jednoimienny zapobiega zlewaniu się kropelek oleju, tworzy się trwała emulsja oleju i wody, którą można usunąć z oczyszczanej powierzchni.

Mechanizm usuwania
Surfaktanty, jak większość związków organicznych ulegają w warunkach naturalnych biodegradacji, czyli rozkładowi pod wpływem enzymów wytwarzanych przez drobnoustroje. W biodegradacji surfaktantów uczestniczy wiele innych reakcji enzymatycznych, np. prowadzących do odszczepienia grup sulfonowej, siarczanowej, rozerwania wiązań amidowych, czy hydrolizy łańcucha oksyetylenowego w cząsteczkach niejonowych surfaktantów, ale przede wszystkim reakcje utleniającego rozrywania łańcuchów węglowodorowych prowadzące do produktów nierozgałęzionych (b-oksydacja).

Żródło: 
wykłady prowadzone przez dr n.med. Maksyma Zhuka w PMWSZ w Opolu 
Farmacja Stosowana pod redakcja S.Janickiego,  A.Fiebiga i M.Sznitowskiej

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz

Podziel się swoją opinią :)