Избирательное очищение кожи (о мягких ПАВ) / Журнал / Marina Kazarina

Что это такое?

ПАВ – это химические вещества, содержащиеся практически во всех препаратах бытовой химии, используемых для мытья посуды, стирки вещей и обработки поверхностей предметов быта. Без их добавления в моющие средства последние утрачивают способность эффективно очищать, отмывать и отстирывать.

Целесообразность использования в чистящих средствах ПАВ обусловлена сложностью удаления загрязнений, особенно это касается жира.

Молекулы воды, даже очень горячей, не связываются с молекулами жира, поэтому не смывают их в полной мере. Именно с этой целью используются ПАВы, обеспечивающие соединение молекул воды с частичками жира.

Молекулы ПАВ представляют собой двухполюсную сферу. Один из них – липофильный вступает в контакт с жирами. Второй – гидрофильный прикрепляется к молекуле воды. В результате такого двухстороннего прикрепления воды и жира (или загрязнений другого вида) происходит эффективное очищение поверхностей.

Что такое биоразлагаемое пав?

Биоразлагаемые ПАВ – это вещества, которые не накапливаются в экосистеме, так как окисляются в безвредные вещества не менее чем на 80% под воздействием микроорганизмов и других факторов, таких как вода, солнце, воздух.

Согласно классификации, по биоразлагемости ПАВы делят на три группы:

• полностью разлагаемые (жирные спирты и кислоты)
• частично разлагаемые;
• не разлагаемые.

Отдельного внимания заслуживают натуральные ПАВ, основным сырьем для производства которых служит животный или растительный материал (глюкоза из картофеля, риса, пшеницы, пальмовое, рапсовое и кокосовое масло, растения с сапонинами), который химически синтезируется. Они биоразлагаемы и не приносят вред окружающей среде.

Биоразлагаемые ПАВ – лучшее решение для повседневной уборки в доме, квартире, на производстве, особенно на предприятиях пищевой промышленности.

В статье мы постарались дать общее представление об этом компоненте составов многих продуктов, которым мы пользуемся каждый день. Для пав характерно быть в центре внимания и, возможно, в скором времени химики смогут создать максимально лучший вариант, которые не воздействует на здоровье и не вредит окружающие срыв.

Влияние на организм человека

Средства, содержащие ПАВы, отлично справляющиеся с загрязнениями любого происхождения. Однако многие из них оказывают негативное влияние на организм:

1. При попадании на кожный покров они разрушают липидный слой, служащий защитой от бактерий.

   Исследованиями установлено, что для восстановления защитного слоя кожи потребуется до 4 часов после ее контакта с поверхностно-активными частицами.

   За этот период защитный жировой слой эпидермиса способен восстановиться на 60 %. Но не все средства бытовой химии обеспечивают такой процент.

   Поэтому вследствие обезжиривания и обезвоживания кожа рук утрачивает свою эластичность, становится сухой и быстро стареет.

2. ПАВы с низким уровнем биоразлагаемости способны накапливаться в органах и системах. Их мишенью становятся чаще всего дыхательные пути. Астма и аллергия – самые частые последствия использования агрессивных чистящих средств с высоким уровнем ПАВ.
3. Кроме этого, негативному воздействию подвергаются печень, сердце и мозг.
4. Выявлено негативное влияние ПАВ на мужскую репродуктивную систему. Оно приравнивается к воздействию радиоактивного излучения.

Минимизировать риски агрессивного действия поверхностно-активных веществ удается при условии правильного выбора моющих средств. Лучшими из них признаны препараты, содержащие ПАВы с высоким уровнем биоразлагаемости.

Для чего нужны павы?

Название указывает на особенность соединений. Они активно проявляют свои характеристики при контакте с поверхностью соприкосновения двух сред, которая в химии поверхностных явлений называется поверхностью раздела фаз. Мы позволим себе применение специальной терминологии в статье для грамотного описания процесса.

Контактирующие среды могут быть твердыми, жидкими и газообразными и называются фазовыми системами. Частицы фазовых систем, образующие крайний слой, приобретают свойства, отличные от тех, которые находятся глубже. Возникают молекулярные связи, для разрыва которых нужна энергия.

Все вышеописанное можно трансформировать на грязную тарелку. В этом случае есть твердая фазовая тема – керамическое изделие. Есть жидкая фазовая тема – остатки жирного соуса. На линии контакта образуется своего рода соединение этих систем, поэтому чтобы смыть жир с тарелки надо какое-то время усердно смывать его водой и мочалкой. При этом, сохраняется вероятность того, что грязные следы все равно останутся. Что делают ПАВы в этой ситуации?

ПАВы в определенной концентрации образуют так называемый адсорбционный слой и приводят к резкому снижению поверхностного натяжения, поэтому ослабевает соединение в области поверхности раздела фаз. 

Из выше описанного принципа действия ясно, для чего применяют ПАВы. Это – производство бытовой химии и косметических средств по уходу за телом с особенным энтузиазмом: мыла, гели для душа, чистящие средства для посуды, стиральные порошки, моющие средства для технических и санитарно-гигиенических целей.

https://www.youtube.com/channel/UCGzFetFGIQlhGuKWiVTBq9w

Кроме того, к областям применения можно отнести:

• Производство косметики. ПАВы можно найти в составе шампуней, тоников и даже зубной пасты.
• Пищевая промышленность. Выполняют роль эмульгаторов, позволяющих однородно смешать несмешиваемые рецептурные компоненты шоколада, мороженого и других продуктов.
• Медицина. Используются в качестве антисептиков, поскольку они влияют на проницаемость клеточных мембран и обладают противомикробным действием.
• Строительство. Пластификаторы в цементных и бетонных смесях, что относится тоже к пав, повышают прочность и другие эксплуатационные свойства материала.
• Легкая промышленность. С их помощью снимают статическое электричество с синтетических тканей и защищают натуральную кожу от слипания.
• Металлургическая промышленность. Поверхностно-активные вещества входят в состав эмульсий, с помощью которых снижают трение деталей в условиях высокой температуры.
• Научно-исследовательские институты. Используются для экспериментов в биологии

Выше представлен далеко не полный список способов использования веществ с извлечением максимальной выгоды из их качеств. Эффективность в той или другой области определяет состав ПАВ и, следовательно, их виды. Безопасность применения вызывает некоторое беспокойство в потребительской среде, поэтому мы намерены рассмотреть вопрос о влиянии поверхностно-активных веществ на здоровье человека.

Избирательное очищение кожи (о мягких пав)

Из книги «Липидный барьер кожи и косметические средства». Приводится в сокращении. Подчеркивания мои.

Элементы структуры, ответственные за избирательность и мягкость действия ПАВ.
Среди самых последних ответов (со стороны производителей ПАВ- прим. Ред.) на эти основополагающие требования можно указать на группу мягких полифункциональных ПАВ, применяемых в умеренных концентрациях (2-10% активного вещества). Их химическое строение характеризуется наличием алкиламидной группы и гидрофобной части молекулы, построенной из остатка неразветвленной жирной кислоты, главным образом С12, что позволяет добиться максимальной способности образовывать пену. Гидрофильная часть молекулы образована или аминокислотой, или полипептидом, или пирролидонкарбоновой кислотой. Все эти вещества хорошо совместимы с кератином кожи благодаря структурному сходству и замене обычных для ПАВ сульфогрупп на карбоксильные группы. Такого рода соединения являются моющими веществами -производными слабых кислот, участвующих в реакциях кислотно-основного равновесия и обладающих буферным действием. Эти ПАВ не образуют прочных ионных связей с группами, имеющимися в поверхностных слоях кожи, и являются слабыми растворителями для липидов. Более того, их молекулы достаточно велики, чтобы препятствовать быстрому проникновению в глубинные слои кожи. Их еще называют «мылами с разрывом в структуре» (а также криптоанионными ПАВ. – прим. Ред.)

(Криптоанионные ПАВ – ПАВ, сочетающие в себе свойствами анионных и неионогенных ПАВ. прим. мое)

Еще важно указать на их совместимость с кожей, которая объясняется пространственным расположением карбоксильной и амидной групп как в природных белках. 

Общие характеристики мягких ПАВ
Что бы понять происхождение этих мягких ПАВ, достаточно сказать ,что все они обладают «зеленой» гениалогией, поскольку все получены на основе растительных масел. Эти ПАВ легко подвержены биологическому разложению, они лишены мутагенности и не представляют опасности для окружающей среды.

Лауроилкаркозинат натрия
Саркозинаты – это истинные «мыла с разрывом в структуре», обусловленным особенностями строения молекул. Основными свойствами ПАВ этого типа являются: улучшенная растворимость, меньшая чувствительность к жесткости воды, возможность использования при рн 4,0 и ниже. Благодаря кислотно-щелочному равновесию, наблюдающемуся в случае саркозинатов, они максимально совместимы с точки зрения дерматологии. Саркозинаты, при использовании их в составе моющих средств для кожи, по причине их прекрасных пенообразующих характеристик позволяют снизить раздражающее действие на слизистую оболочку глаз. Более того, они не взаимодействуют с веществами катионной природы. Существенной особенностью их поведения является способность связываться с белковыми субстратами при рн от 4 до 7, когда ион N-ацилсаркозина оказывается блокированным за счет образования непрочных связей с кератиновыми структурами. Таким образом, удается избежать образования прочной связи между белком и саркозинатом в разбавленном растворе оказывается слабой, дальнейшее смывание ПАВ с кожи происходит без затруднений. В литературе описаны простые композиции на основе саркозинатов, причем в ряде случаев – в виде смесей с другими анионными ПАВ. Им приписывают такие свойства, как отсутствие раздражающего действия, мягкость, удовлетворительная моющая способность, отсутствие ощущения сухости кожи после применения. На липиды эпидермиса они практически не действуют. N-лауроилсаркозинат широко используют в гигиенических средствах для полоскания рта и в составе зубных паст в качестве вещества, препятствующего образованию бляшек и возникновению кариеса. Кроме того, в дезинфицирующих препаратах он совместим с биоцидными четвертичными солями аммония, типа цетилтриметиламмонийхлорида и бензэтонийхлорида.

Натриевая соль продукта конденсации «кокосовых» кислот с гидролизатом белка пшеницы
Если полипептиды оказываются элементом структуры, которая разделяет алкильную цепь и концевую полярную группу, то мы вступаем в область ПАВ, которые были впервые синтезированы в Германии в 1930-х годах и всегда отличались выраженной мягкостью и прекрасными моющими характеристиками. Они не оказывают заметного влияния на рн эпидермиса, поскольку проявляют буферное действие. Более того, они не растворяют в сколь-нибудь заметной степени гидрофобную пленку на коже. Кожу и слизистые оболочки они практически не раздражают, а их критическая концентрация мицелообразования очень мала и составляет порядка 0,01 г/л и ниже. Если их использовать как таковые, то они не проявляют высокой способности к пенообразованию, хотя при добавлении к другим ПАВ сообщают пене густоту и стабильность. Они не чувствительны к жесткости воды, поэтому, благодаря отсутствию нерастворимых солей кальция и магния, они после смывания оставляют приятное ощущение на коже. Бросается в глаза то положительное влияние, которое ацилпроизводное белков оказывает на объем пены. Более того, в этом случае не возникает проблем с созданием композиций, содержащих ПАВ анионной, неионной и амфотерной природы, отсутствует необходимость введения больших количеств минеральных солей, применяемых для увеличения вязкости МС.
Согласно сравнительному исследованию на совместимость с кожей, такие вещества не раздражают кожу и отличаются мягким действием, начиная с концентраций порядка 2%, в то время как заметное смягчающее и восстанавливающее действие проявляется начиная с 4%.
Клеточная токсичность, определенная в опыте на культуре кератиноцитов человека, у ацилпроизводных белков практически отсутствует. Наконец, в одном исследовании методом Occlusive Patch Test с участием 10 добровольцев (при котором покраснение кожи оценивалось колориметрически спустя 1 и 24 часа для участков кожи, подвергшихся воздействию ацилпроизводного или лаурилсульфата натрия как объекта сравнения) было показано, что ацилпроизводное белка обладает щадящим действием на кожу.

Ацилглутамат натрия
Это еще одни тип мыла с разрывом в структуре за счет введения группы –[CONHCHCH2CH2COON] между алифатической цепочкой и карбоксильной группой мыла. Такие амиды глутаминовой кислоты и жирных кислот С12-С14 сообщают прекрасные моющие и пенообазующие характеристики, нечувствительность к жесткости воды, а также показатель рн. Близкий к рн эпидермиса. Отсюда – комфорт в процессе применения содержащих его средств. Ацилглутамат, остающийся после ополаскивания, способен служить буфером, обеспечивая физиологический рн кожи. В процессе метаболизма под действием ферментов кожи он превращается в глутаминовую кислоту (а, как известно, аминокислоты на 40% формируют НУФ), которая способна эффективно удерживать влагу, причем обладает слабым бактериостатическим эффектом. В тех концентрациях, в которых ацилглутаматы обычно вводят в готовые косметико-гигиенические МС, часто не требуется введения консервантов, даже при рн 7,0. Их применение дает ощутимые преимущества при концентрации в композициях МС порядка 5% (исходный продукт содержит 34% ацилглутамата). Для больших концентраций отмечается и более выраженная мягкость: МС, которое содержало ацилглутамат как базовый ингредиент (10% по активному веществу), при троекратном использовании в течение 10 дней на 10 добровольцах оказалось вовсе лишенным раздражающего действия по отношению к коже. При этом ацилглутамат снижает повреждающее действие на кожу, вызванное лаурилсульфатом натрия.
Кроме того. Он гипоаллергенен. Ацилглутаматы не раздражают слизистой оболочки глаз и не вызывают слез: они имеют то же самое количество балов, что и вода (0,00), в случае, если их используют в виде 5% раствора в тесте НЕТ САМ. Результаты этого теста обычно рассматривают в качестве достаточно объективного критерия раздражающей способности.

Кокоилпирролидонкарбоксилат калия
Это ПАВ представляет собой амид карбоновой кислоты, получаемый в результате реакции хлорангидридов жирных кислот кокосового масла с пирролидонкарбоновой кислотой. Оно тоже представляет собой мыло с разрывом в структуре, обусловленным наличием циклической пирролидоновой группы.
С генетической точки зрения кокоилпиролидонкарбоксилат калия обладает весьма ценными для кожи свойствами, поскольку циклическая пирролидокарбоновая кислота (называемая также пироглутаминовой) является основополагающим компонентом НУФ. Этот ПАВ не оказывает раздражающего действия на кожу (Flex Wash Test). Также на слизистую глаз (НЕТ САМ), поэтому его можно отнести к гипоаллергенным веществам. Экспериментально подтверждена его способность оказывать на кожу защитное действие: после мытья уровень увлажненности кожи либо возрастает, либо сохраняется на прежнем уровне. Вероятно, пирролидонкарбоновое звено оказывает благотворное влияние на кожу, ориентируя молекулы воды вдоль липидных цепей. Исследования по увлажнению кожи (с использованием метода корнеометрии), проведенные на 20 добровольцах, которые на протяжении 10 дней троекратно мыли кожу, используя раствор кокоилпирролидонкарбоксилата калия с содержанием 10% активного вещества, подтверждает высказанное выше предположение. Данные корнеометрии, для 10% раствора К-РСА и для сравнения 10% раствора лаурилдиэтоксисульфата натрия подтверждают тот факт, что в течение всего срока мытья раствором К-РСА емкостное сопротивление и гидратация кожи сохраняются на высоком уровне.
Примечательна также его способность увеличивать стойкость пены при добавлении к различным ПАВ.

Источник: «Липидный барьер кожи и косметические средства»

Как выбрать безопасные препараты?

Использование эффективных средств бытовой химии прочно вошло в повседневную жизнь. Это становится поводом к более тщательному отбору применяемых препаратов с учетом их безопасности для организма:

1. Эффективные и дешевые средства с анионными ПАВами – наиболее опасны для здоровья. Их использование следует свести к минимуму.
2. Менее агрессивны катионные поверхностно-активные вещества. Эффективность их ниже, но безопасность выше.
3. Самые безопасные неионогенные ПАВы. Но выбирая средства, в которых они содержатся, следует обратить внимание на состав, нет ли в нем анионных веществ.
4. Повышенное пенообразование средства указывает на высокий уровень ПАВ в составе. В норме их содержание не должно превышать 5 %.

Предпочтение желательно отдавать препаратам с высоким уровнем биоразлагаемости. Использование А-ПАВ желательно свести к минимуму.

Как пав влияют на наше здоровье?

ПАВы относятся к четвертому классу опасности химических веществ, представляющих наименьшую угрозу согласно ГОСТу 12.1.007-76, определяющему предельно-допустимую концентрацию на уровне более 10 делений и коэффициент возможности ингаляционного отравления менее 0,3.

Классификация основана на реакции в результате попадания вещества в желудок или на кожу. Для примера, к этому же классу относится алюминий и керосин. Тем не менее, поверхностно-активные вещества вызывают горячие споры в отношении их токсичности и последствий воздействия на живые организмы.

Научные исследования обеспечивают почву для размышлений. Дело в том, что влияние на окружающую среду и человека зависит от того, что входит в состав ПАВ и, следовательно, от их видов. Одни абсолютно безопасны по утверждению специалистов, другие являются таковыми, если применяются в допустимых дозах, и третьи таки вызывают опасения.

Общие рекомендации заключаются в соблюдении норм содержания ПАВ в составе средств, используемых для бытовых и косметических целей. Концентрация не должна превышать 5%, но предпочтение лучше отдавать средствам с 2%ным содержанием. Но даже при превышении этих показателей вредное воздействие возможно при попадании значительного объема средства в организм.

Вред, который ПАВы могут нанести:

• Вызывают аллергию или раздражение при частом и продолжительном контакте с кожей. Решение: надевать виниловые перчатки при пользовании.
• Способствуют снижению иммунитета, так как при пользовании смывают жировой защитный слой с кожи и открывает доступ в организм патогенным микроорганизмам. Согласно ГОСТам, жировой слой восстанавливается на 70% в течение 4 часов. Решение: использовать максимально щадящие средства для ухода за телом с низкой концентрацией веществ.
• Разрушение липидного барьера кожи приводит к ее сухости, провоцируют ускоренные процессы старения. Агрессивные ПАВы могут повредить эпидермис. Решение: после использования смазывать кожу увлажняющим кремом.
• Загрязняют водопроводную воду, так как не удаляются в полном объеме очистными сооружениями. Решение: использовать биоразлагаемые ПАВы в моющих средствах и косметике.

Также, среди последствий частого и продолжительного контакта тела со средствами, содержащими высокую концентрацию агрессивных ПАВов – раздражение слизистых оболочек, в том числе глаз, нарушение кислотно-щелочного баланса кожи, зуд, ускоренное образование морщин, возможное накопление в тканях печени и мозга, в результате чего заболевания этих органов. Чтобы избежать неблагоприятного результата, важно выбирать мягкие средства.

Как павы влияют на окружающую среду?

ПАВ используют в технологических процессах при производстве множества товаров. Они могут сбрасываться в виде отходов в воздух и с атмосферными осадками попадать в мировой океан, реки, на землю, проникая в подземные воды, в том числе и из стоков. Из природных или искусственных резервуаров вода попадает в очистные сооружения и центральные водопроводные системы, а также, в источники с питьевой водой.

Какие бывают павы?

• 1. Ионогенные ПАВ – из двух более агрессивная группа. Они отлично пенятся и доступны по низкой цене и в свою очередь подразделяются на:
• 1.1. Анионные ПАВ (особенно в моющих средствах). Это наиболее часто используемый компонент средств косметики по уходу за телом в том числе дорогих брендовых продуктов и чистящих средств в силу своей низкой себестоимости, но именно он может оказывать негативное воздействие на человеческий организм.
• 1.2. Катионные. Применяется в продукции, которая смывается, обладает бактерицидными свойствами и в составе кондиционеров или масок эффективно смягчают волосы. Не раздражают слизистую глаз, поэтому есть в формуле детских шампунях «без слез»
• 1.3. Амфолитные или амфотерные Наиболее щадящие, можно сказать, безопасные в этой категории, но реже применяемые в силу высокой цены. Обеспечивают не только качественное очищение, но и способны оказывать успокаивающее воздействие, устранять раздражение кожи.
• 2. Неионогенные ПАВ. Эта группа щадящих безопасных веществ. Частый компонент формул детской бытовой химии. Они пенятся незначительно, поэтому часто дополняются более агрессивными аналогами. Являются абсолютно биоразлагаемы, поэтому не загрязняют сточные воды. Стирка с порошком, содержащим такие компоненты в составе, возможна в холодной воде. Для пав этого вида характерно экономный расход средства.

Рекомендуем внимательно читать состав продуктов и не покупать те, которые содержат лаурилсульфат натрия, нарушающий кислотно-щелочной и бактериальный баланс, дистеарат полиэтиленгликоля-150, сильно раздражающий слизистые и кожу, и диэтаноламид лауриновой кислоты, вызывающий аллергию и зуд.

Советы

Разумный подход к использованию моющих средств предусматривает следование простым советам. Вот самые важные из них:

• внимательно изучайте состав препаратов бытовой химии перед приобретением и применением;
• подберите несколько вариантов средств с разными видами поверхностно-активных веществ и применяйте их строго по Инструкции;
• при отсутствии необходимости очищения сложных загрязнений не прибегайте к использованию продукции с высоким содержанием А-ПАВ;
• избавьтесь от посуды со сколами и трещинками – мелкие частицы моющего средства сохраняются в них;
• посуду ополаскивайте под проточной водой, чтобы полностью смыть агрессивные вещества.

Следование этим рекомендациям – гарантия безопасности и эффективности применения моющих средств.

Чем опасны?

Поверхностно-активные вещества представляют собой продукт, получаемый в результате переработки нефтехимического сырья. Эти частицы достаточно агрессивны. Высокий уровень их содержания в окружающей среде становится причиной снижения поверхностного натяжения.

Особую опасность данный факт представляет для океана, так как это негативно отражается на удерживании кислорода и углекислого газа в воде. Это, в свою очередь, пагубно влияет на ее флору и фауну.

Использование ПАВ в промышленном производстве и повседневной хозяйственной деятельности приводит к оседанию их частиц на почве. В результате этого происходит удержание этими частичками свободных ионов тяжелых металлов, что значительно повышает вероятность проникновения опасных соединений в человеческий организм.

Заключение

ПАВ в составе моющих средств обеспечивает эффективность препаратов. Однако только разумный подход к использованию бытовой химии гарантирует безопасность для организма человека. Приобретая моющее средство, следует учитывать сложность предстоящей работы. Это поможет эффективно устранить загрязнение и минимизировать негативное воздействие ПАВ.