فرمولاسیون شامپو بدون سولفات: از چالش‌های ویسکوزیته تا عملکرد برتر پاک‌کنندگی

صنعت مراقبت ‌های شخصی در سال‌های اخیر شاهد گرایشی چشمگیر به‌سوی فرمولاسیون‌های بدون سولفات (sulfate-free formulations) بوده است؛ تغییری که عمدتاً ناشی از افزایش آگاهی مصرف‌کنندگان نسبت به سلامت پوست و مو و تمایل آن‌ها به استفاده از محصولات ملایم‌تر و سازگارتر با بدن است. با این حال، ساخت سیستم‌های مؤثر سورفکتانت بدون سولفات با چالش‌های فنی خاصی همراه است.

این مقاله به بررسی راهکارهای عملی برای توسعه فرمولاسیون‌های بدون سولفات با عملکرد بالا می‌پردازد؛ فرمول‌هایی که همزمان اثربخشی در پاک‌کنندگی و ملایمت را ارائه می‌دهند.

شامپوهای سولفات ‌دار یا بدون سولفات؟ بررسی عملکرد و تأثیر سورفکتانت‌ها

سولفات‌ ها نوعی سورفکتانت هستند که به‌طور گسترده به عنوان مواد اولیه شوینده در شامپوها، شوینده‌های صورت، صابون‌ها و محصولات حمام برای ایجاد کف و حذف چربی و آلودگی از پوست و مو استفاده می‌شوند. با این حال، این ترکیبات می‌توانند باعث تحریک پوست شده و به سد محافظتی آن آسیب برسانند که در نتیجه ممکن است خشکی، التهاب و حساسیت ایجاد شود. همچنین، استفاده از سورفکتانت‌های سولفاته در محصولات مراقبت از مو می‌تواند موجب محو شدن سریع‌تر رنگ موهای رنگ‌ شده شود.

شامپوهای رایج سال‌ هاست که از سدیم لوریل سولفات (SLS) و سدیم لورت سولفات (SLES) به ‌عنوان سورفکتانت ‌های اصلی بهره می ‌برند. با ظهور گسترده گزینه‌های بدون سولفات، پرسش‌هایی مهم مطرح می‌شود، آیا این محصولات واقعاً ملایم‌تر و مناسب‌تر برای پوست و موی حساس هستند، یا بیشتر جنبه تبلیغاتی دارند؟

بیشتر بخوانید:نقش پلی کواترنیوم 7 در محصولات مراقبت پوست

مزایای سولفات‌ ها:

• پاک‌ کنندگی عمیق: سولفات‌ها در حذف چربی‌های سنگین، عرق و باقی‌ مانده محصولات آرایشی بسیار مؤثر هستند.
• کف غنی: بسیاری از افراد کف را نشانه پاکیزگی می‌دانند و سولفات‌ها این حس را به‌ خوبی ایجاد می‌کنند.
• قیمت مناسب: شامپوهای حاوی سولفات معمولاً ارزان ‌تر هستند.
• مناسب برای پوست سر چرب: اگر با چربی بیش از حد ریشه موها مشکل دارید، سولفات‌ها می‌توانند به‌سرعت آن را از بین ببرند.

معایب سولفات ها:

• پاک ‌کنندگی بیش از حد: سولفات ‌ها علاوه بر آلودگی و چربی، رطوبت طبیعی و لایه محافظ مو را نیز از بین می‌ برند.
• کمرنگ شدن رنگ مو: این ترکیبات کوتیکول مو را باز می‌ کنند و باعث خروج مولکول ‌های رنگ می‌ شوند.
• احتمال تحریک: برای افراد با پوست حساس، سولفات ‌ها ممکن است باعث التهاب یا خشکی شوند.
• خشکی و وز شدن مو: به ‌ویژه در موهای فر، موج‌ دار یا دارای درمان ‌های شیمیایی، سولفات ‌ها می ‌توانند باعث خشکی و وز شدن مو شوند.

چالش ‌های فرمولاسیون شامپوهای بدون سولفات

استفاده از سورفکتانت‌ های سولفاته در فرمولاسیون‌ های سنتی به‌ دلیل ویژگی‌ هایی مانند اثربخشی بالا، قیمت مناسب، سهولت در فرمول‌ سازی و قابلیت غلیظ شدن آسان، رایج بوده است. اما جایگزین‌ های بدون سولفات بسیاری از این مزایا را ندارند. بنابراین، هنگام ساخت شامپو های بدون سولفات، با چالش‌ های بیشتری مواجه خواهید شد؛ از جمله دستیابی به کف مناسب، قدرت پاک‌ کنندگی مطلوب و حفظ هزینه‌ های تولید در سطح قابل قبول.

در بسیاری از موارد، برای افزایش ویسکوزیته این نوع فرمول‌ها نمی‌توان از نمک استفاده کرد، زیرا نمک در ترکیب با سورفکتانت‌های جایگزین عملکرد مطلوبی ندارد. به همین دلیل، احتمالاً نیاز به استفاده از سیستم‌های افزایش دهنده ویسکوزیته مکمل خواهید داشت تا بافت و عملکرد محصول حفظ شود.

مطالعه بیشتر : استراتژی‌ فرمولاسیون برای تولید شوینده‌های پرطرفدار ( 4 استراتژی مهم)

آیا می توان ویسکوزیته همه محصولات بدون سولفات را به راحتی افزایش داد؟

برخی از سورفکتانت‌های بدون سولفات نسبت به سایرین قابلیت افزایش ویسکوزیته آسانتری دارند. برای نمونه، آلفا اولفین سولفونات (Alpha Olefin Sulfonate) یکی از گزینه‌های اقتصادی در میان سورفکتانت‌های بدون سولفات است که براحتی می توان ویسکوزیته آن را در فرمول افزایش داد. در مقابل، سورفکتانت‌های مبتنی بر گلوتامات (glutamate-based surfactants) (مشتق‌شده از آمینواسیدها(amino acids)) به‌خاطر ملایمت بالا و حس مطلوب هنگام استفاده شناخته شده‌اند، اما دستیابی به غلظت پایدار در فرمولاسیون آن‌ها بسیار دشوار است و نیازمند راهکارهای تخصصی‌تری در طراحی محصول می‌باشد.

وقتی سورفکتانت ‌های مختلف را با هم ترکیب می‌ کنیم چه اتفاقی می ‌افتد؟

از دیدگاه شیمی، ترکیب سورفکتانت‌ های اصلی با کو – سورفکتانت ها (co-surfactants) باعث تغییر در میانگین سطح قطبی مولکول سورفکتانت می‌ شود؛ عاملی که ساختار میسل‌ ها را تحت تأثیر قرار می‌ دهد. این تغییرات به فرمولاتورها امکان می‌ دهد تا عملکرد نهایی محصول را تنظیم و بهینه‌ سازی کنند.

علاوه بر این، ترکیب انواع مختلف سورفکتانت‌ های بدون سولفات می‌ تواند ویژگی‌ هایی مانند قدرت پاک‌ کنندگی، کف‌ سازی و حس تجربه مصرف‌ کننده را بهبود بخشد. با این حال، چنین ترکیبی فرایند افزایش ویسکوزیته را پیچیده‌تر کرده و نیازمند راهکارهای تخصصی‌ تری در طراحی فرمولاسیون خواهد بود.

فرمولاتورها چگونه  می توانند ویسکوزیته فرمولاسیون ‌های بدون سولفات را افزایش دهند؟

برای افزایش ویسکوزیته در این نوع فرمولاسیون‌ها، فرمولاتورها ساختار میسل‌ها (micelles) را تغییر می ‌دهند. سه روش اصلی برای شکل‌دهی به میسل‌ ها وجود دارد:

1. تغییر شکل از کروی به کشیده و باریک‌تر: با استفاده از کو – سورفکتانت‌هایی مانند کوکامیدوپروپیل بتائین
2. افزایش میزان نمک: که در صورت ترکیب با کو-‌سورفکتانت‌ها می‌تواند تأثیر بیشتری در تغییر ساختار میسل‌ها داشته باشد.
3. افزودن ویسکوزدهنده ها غیر یونی و آب‌گریز مانند گلیسریل لورات یا لورت-۲ که به افزایش ویسکوزیته فرمول کمک می‌کنند.

این مراحل همگی به تغییر شکل میسل‌ها از حالت گرد و منحنی کمک می ‌کنند و در نتیجه، فرمولاسیون راحت‌تر غلیظ می‌شود. با این حال، سه روش ذکر شده در بالا معمولاً برای سورفکتانت‌های سولفاته مؤثرتر هستند. در مورد محصولات پاک ‌کننده بدون سولفات، روش‌های کلاسیک اغلب برای دستیابی به ویسکوزیته یا شفافیت مطلوب کافی نیستند.

طبقه بندی سورفکتانت های بدون سولفات:

توسعه سیستم‌ های موفق سورفکتانت بدون سولفات نیازمند انتخاب دقیق سورفکتانت‌ های جایگزین، به‌ کارگیری راهبردهای هوشمندانه در ترکیب آن‌ ها و انجام آزمایش‌ های عملکردی جامع است. با درک ویژگی‌ های منحصر به‌ فرد سورفکتانت‌ های بدون سولفات و نحوه تعامل آن‌ ها با یکدیگر، فرمول‌سازان می‌توانند محصولاتی طراحی کنند که هم از نظر فنی و هم از نظر رضایت مصرف‌ کننده، انتظارات را برآورده سازند.

شرکت دانش بنیان پدیده شیمی جم تولید کننده مواد اولیه شیمیایی در ایران می باشد. جهت خرید و ثبت سفارش مواد اولیه شیمایی با کارشناسان فروش این مجموعه به شماره 02188580000 تماس یا سفارش خود را از به صورت آنلاین ثبت کنید.

منابع:

https://www.applechem.com/blog/post/demystifying-sulfate-free-cleansing-formulations

https://groomingtalks.com/sulfate-free-vs-sulfate-shampoo-difference/

https://www.agritechem.com/news/66.html