Kísérleti előadás a testápolásról és a kozmetikáról

inweis Ez a fájl egy protokoll, amely előadást tartalmaz a kémia tanárképző tanfolyam részeként a Marburgi Egyetemen. A jobb kereshetőség érdekében a szövegfelismerést is elvégezték, és a beolvasott kép mögé helyezték, hogy a másolás és beillesztés lehetővé váljon. A több mint 700 perc (2007 eleje) megtekinthető és letölthető a http://www.chids.de/veranstaltungen/uebungen_experimentalvortrag.html weboldalról. Ezenkívül további kísérletek, tanulási körök és államvizsga-dolgozatok elérhetők a www.chids.de weboldalon. Dr. Ph. Reiss, 2007. július

Kísérleti előadás a BODY CARE MTTEL ÉS COSMETKA témáról Ulrike aas Schückingstrasse 27 35037 Marburg

Ulrike aas, 1995. február 2. TESTÁPOLÓ TERMÉKEK ÉS COSMETKA Felépítés: 1. Bevezetés 2. Védő- és ápolószerek A. Általános védő- és ápolószerek 1. kísérlet: Emulgeálószer mint interfész aktivátor 2. kísérlet: Emulzió kialakítása 3. kísérlet: Különbség az OW és a w/o emulziók között B. Fény- és napvédő szerek 11. oldal 4. kísérlet: A napvédő szerek létrehozása és hatása 3. Dekoratív kozmetikumok A. Önbarnítók 16. oldal 16. oldal 5. kísérlet: Önbarnító szerek hatása B. Rúzsok, kajal, smink 18. kísérlet: Rúzs készítése C. Állandó hullámok 23. oldal 7. kísérlet: Állandóan hullámzó termékek hatékonysága Referenciák 27. oldal

-4- Példa: benzoesav-o-koo-formaldehid-CO-propionsav - konzisztencia-fokozó \ sűrítő * biztosítja, hogy a termék kényelmesen használható legyen, és hogy könnyen adagolható legyen.

400 nátrium-klorid-kálium-klorid-NaC KC illatanyagoknak * eladásösztönző hatásúaknak kell lenniük * fedniük kell a termék néha kellemetlen szagát, pl. Parfümolajok, illóolajok

- -,---.-,-._._._---- -6- 1. kísérlet: Az emulgeálószer interfész-aktiváló hatása: - 90-100 ml vörös színű olaj, paprikaporral (néhány napig hagyja az olajat a paprikaporon.) - 5 ml mosogatószer - kb. 500 ml víz Eljárás: Két 40 ml-es injekciós üveget töltenek fel 3/4-es mélységben az olajjal, mindegyik óvatosan csúsztasson egy 250 ml-es álló hengerbe, majd pipettával gondosan töltse fel teljesen olajjal. Ezután dugóval zárja le az egyik palackot, és gyorsan töltse fel a palackot annyi vízzel, hogy a perem alatt kb. 3 cm-re megtöltse. Ha nincs több buborék a vízben, óvatosan távolítsa el a dugót. A második hengert ugyanúgy töltik meg. Az olaj nem folyhat ki. 15-20 cseppet az öblítőoldatból 5 cm-rel tegyünk egy üveg nyílásába pipettával; az olaj lassú áramlása figyelhető meg. Magyarázat: A szappanmolekula anionja csökkenti a felületi feszültséget azáltal, hogy a vízmolekulák között mozog, és így tönkreteszi a hidrogénkötések egy részét. Ez csökkenti a víz felületi feszültségét. Szappanmolekula == R-COO-

a R pl. Sztearinsav-maradék -C 1735 -Ol. -O. -O nem poláros fázisú poláris fázis -O.:D-O r -O -O 2. kísérlet: Emulzió kialakítása az avokádókrém elkészítésének példájával. Vegyszerek: zsírfázis: 5 g méhviasz 3 g cetil-alkohol 10 g lanolin 35 g avokádóolaj vizes fázisa: 40 g desztillált víz

-7- * Méhviasz: 75% myricyl palmate 31C s-co-o-c30/32

1/65 10% miricilcerotinát 15% paraffin * Cety1 alkohol: C16330 * Lanolin: juh gyapjúzsír, 30 zsírsav és alkohol keverékéből áll, tartalmaz többek között palmitinsavat (C l S 31-COO), olajsavat (Cg17-C = C- C74-COO), cetil-alkohol és koleszterin ", C 3 ." Ez a recept a koleszterin emulgeálószerként működik. Eljárás: Méhviaszt, cetil-alkoholt és lanolint olvasztasz fel vízfürdőben, adj hozzá avokodó olajat és várj újra, amíg minden meg nem olvad. Vegye ki a főzőpoharat a zsírfázissal a vízfürdőből, és szobahőmérsékleten részletekben keverje hozzá az előmelegített desztillált vizet.A stabil emulzió kialakulásához az üveget az emulzióval most hideg vízzel ellátott edénybe helyezzük, és addig keverjük, amíg a krém elkészül. A krémet lehet keverni mágneses keverővel, statikus keverővel vagy fakanállal, de ez utóbbi több időt igényel. Emulzió képződése e --- = emulgeálószer 1. nem poláros fázis pol fázis Az emulgeáló molekulák behatolása a fázisinterfészbe. az emulgeálószer poláros része poláros fázisban, nem poláris része nem poláros fázisban.

. 3. Az emulgeálószer-molekulák csökkentik a felületi feszültséget; > több molekula tolódik be a fázisinterfészbe> interfészbővítés a kidudorodások kialakulása miatt Kifelé nem poláris dudorok diszpergálódhatnak a nem poláris fázisban. 4. A poláris fázis most teljesen diszpergált a nem poláris fázisban. Emulziótípusok O/WW/O + - + - olaj - + - _-W aszsaolaj - vízben emulzió víz - olaj - emulziós olaj víz diszperziós fázisú zárt fázisú vízolaj, pl .: nappali krémek testápolók naptej éjszakai krémek zsírkrémek hideg krémek 3. kísérlet; Különbség a W/O és OW emulziók vegyi anyagai között; * 10 ml két krémből (W/O emulzió és O/W emulzió) * 2 ml a 2. kísérletben elkészített krémből * 60 ml vörös színű olaj, paprikapor * 60 ml metilénkékkel színezett víz

-10- b) Az emulgeálást támogató adalékok Az emulgeálás pl. szappanmolekulák kialakulásának kedveznek, amelyek a kísérletben bemutatottak szerint gyengék emulgeálószerek. Ezek a következők után keletkeznek: o "2C-OCR 9 3 NaO + -COCR 9 2 COCR 3 R-COO - + Na + szappan CO 2 CO C 2 0 (az alkalikus észter elszappanosításának mechanizmusa) Glicerin Példa: Nátrium-hidroxid Kálium-hidroxid NaO KO * Mindkét emulziótípus zsírfázisának összetevői Ásványi olajok és/vagy természetes olajok és viaszok kombinációja Példa: vazelin (== alkán keverék> C 17), paraffinolaj (alkán keverék Az ásványi olajok ritkábban avasodnak, de teljesen idegenek a testtől, részben bőrbarátok és izzadsággátlóak, mivel vízzáróak (vazelin.e). Emulgeálószerek, pl. Glicerin, szappanok, mono- és digliceridek (tojássárgájából) tej), koleszterin (tojássárgájából, lanolinból)

-11- B. Fény- és napvédő termékek * Minél meredekebb a napsugár a föld felszínére, annál kevesebbet vesz fel a légkör. Az UV-sugarak intenzitása tehát délben a legnagyobb. * Az alacsonyabb UV-fény abszorpciója miatt magasabb magasságokban ott nagyobb az intenzitás. * Az üvegablakok valamelyest árnyékolják az UV fényt. * A füstös/kormos levegő elnyeli az UV fényt. Az UV fény hatása Általános r W fény ----- rjlp.jl. --------. ltv-c'a - ltv-látható fény 10 nm 280 nm 3 5 nm 4 0 nm * Az UV fény elősegíti a vérkeringést az aut ======> fokozott 02-vitamin képződés a provitaminokból ===== => A fertőzésekkel szembeni ellenálló képesség növekedése * A túl sok UV-fény káros, mivel leégést okoz és növeli a rák kockázatát * Az autó megvédi magát az UV-sugaraktól a) a szervezet saját fényvédő szerének kialakításával urokánsav az aminosav dezaminálásával COO + 3N-C-1 -C-/C-N-C --- N

- Dezaminálás - N + 4 coo: C- 11 C- d_n/11 "C- -C -N

-] 2 b) A barna színezék melanin képződése révén az UV fény megbarnul. Az UV fény aktiválja a fenoloxidáz enzimet, amely katalizálja a barna színezék melanin képződését. O tirozin C/COO -

C +02 + 2 [] 2 + . - 20 N 3 O C/00- "C 2 O N + 3 dopa . -2 [] O O dopachinon-dopachrome C"/COO e 2 N 2

COO . 2 C/-C0-4 [] 2 N/"'. Polimerizáció ndol-5, 6, -kinon melanin

-15- Magyarázat: A sárga-zöld fény kibocsátása miatt meghatározható, hogy mely anyagok elnyelik az UV-fényt, és melyek nem. Az alábbi sorozatban a sárga-zöld fény kibocsátása balról jobbra csökken a besugárzást követően a meghatározott közegen: levegő> üveg> testtej »fényvédő a kísérletből> fényvédő SPF 5-vel» fényvédő SPF 12-vel. A sárga-zöld fény kibocsátása a cink-szulfid képernyőn Foszforeszcencia jelenség. Az adalékolt cink-szulfid gerjesztett/nagy energiájú állapotba kerül az UV fény hatására. Innen nagyon gyorsan visszaválik valamivel kevésbé energikus állapotba. Legalább 10-8 másodperces várakozási idő után a molekula visszatér alapállapotába, sárga-zöld fényt bocsát ki.

-17. reakció: OOC-C-N-glicin - 1+ OOC-C-N-OC; z-C-Cp 11 o dihidroxi-aceton C20 + _- -C-N-C-O Cf ' + +

- A minoecetsav OOC-C-N barna származéka

-18- B. Rúzs, Kajal, Make Vp * A festékeknek mindig meghatározó jelentőségük van * A színezékekkel szemben támasztott követelmények: nem mérgező, nem irritálja a bőrt, nem karcinogén vagy rákkeltő jóváhagyott színezékek; Néhányuk azonban allergén, amit nem lehet elkerülni * a természetes színezékek gyakorlatilag értelmetlenek (túl drágák), de vannak szintetikus úton (ß-karotin, karminsav). Használt színezékek:) oldható színezékek a) természetes színezékek * karmin/karminsav (a cochineal léptékű rovarokból) kiteszi OO * Lawson (a magátrauches leveleiből, egy lazacos) O

* ß- karotin (sárgarépából is) -19- C3 C3 e 3 b) szintetikus színezékek * eozin Sr Sr O Sr 2) oldhatatlan színezékek (pigmentek) a) természetes pigmentek * okker (sárga) Fe 203 * FeO (O) * Umber (barna) MnO (O) * vörös-barna Fe (O) 3 b) szintetikus pigmentek * cink-oxid (fehér) ZnO * titán-dioxid (fehér) Ti0 2 * lapis lazuli (kék) NagA6Si6024S2 3) színes tavak * a színes tavak oldhatatlan színezékek, amelyek oldhatatlan alapúak A szubsztrátok annyira lerakódtak, hogy oldószerekkel gyakorlatilag már nem választhatók el a szubsztráttól. * Szubsztrátok: ZnO, Ti0 2, Al (O) 3 * Színezékek: többnyire szintetikus, erős színek, pl. Ca, Al, Mn sók

-20 - Rúzskövetelmények: * rugalmas és sima legyen az ajakbőr * meg kell akadályoznia a repedést * meg kell festenie az ajakbőrt * a színes filmnek könnyen alkalmazhatónak és tartósnak kell lennie * a színes film egyenetlen kopása nélkül * a botnak méretben stabilnak kell lennie * nem mérgező * kellemes aroma Ezek sok részben ellentmondó követelményeknek ==> bonyolult termékösszetevők * színezékek oldható színezékek, pigmentek és lakkok kombinációja 1) oldható színezékek * poláros csoportokkal rendelkeznek (==> nagy "autaffinitás") * színű keratin az ajkak bőrén * behatol a bőr felső rétegébe * kissé behatol vízoldható => zsírban oldódó eozinok használata 2) szintetikus lakkok * filmet képeznek az ajkak bőrén * lehetővé teszik a differenciálódást a vörös különböző árnyalataiban

* átlátszatlan hatást fejtenek ki * többnyire Ti0 2 * alapolajok: * oldják fel az eozint a lehető legjobban * ásványi és/vagy növényi olajok * pl. paraffinolaj, ricinusolaj (80% ricinolsav 13C6-CO-C2-C = C- (C 2kCOO) zsírok: * rugalmassá és simavá kell tennie az ajakbőrt * Például: hidrogénezett növényi olajok, lanolin viaszok: * biztosítják a ceruza kellő keménységét * Például: paraffinviaszok (szilárd alkánok C 22-C40 keveréke), méhviasz * továbbá tartósítószerek parfüm

-21- * Mivel az eozinok oldhatóságának mértéke különböző zsírokban eltérő, az alaptömeget ennek megfelelően kell beállítani. * A rúzs minősége az összes festék és az alaptömeg keverékétől függ. * Rendszeres használat esetén évente körülbelül egy rúzsot fog enni. 6. kísérlet: ajakrúzs készítése Vegyszerek: - Alap: Olajok: 8 g ricinusolaj viaszok: 1,5 g camauba viasz (főleg miricilcerotinát 51C25-CO-O-C30/32e, 1/65) g méhviasz + 1,5 g színpigment keverék eozint, Fe (O) 3 és szudáni vörös színezéket tartalmaz, pl.

c N - === - N 2+ Ca Eljárás: Az olajat és a viaszokat kb. 95 C-os vízfürdőben megolvasztjuk, hozzáadjuk a színpigment-keveréket és alaposan keverjük össze. Az egészet most rúzsformába öntjük. Miután teljesen lehűlt (kb. 15 perc múlva), a kész rudat eltávolítjuk a formáról. Ha kémcsövet használnak formaként, akkor azt az alján összetörik, és a tollat üvegpálcával tolják ki. Szemhéjfesték, kohl ceruzák, smink A háromféle kozmetikumról általában a következőket lehet mondani: - Szemhéjpúder * a szemhéjfesték alapja lágyabb, mint a rúzsok ====> kisebb mennyiségű viaszt tartalmaz * A színezékek mellett a szemhéjpúderek gyakran tartalmaznak fémport, amely ideális a biztosítsa a fémes fényt (a pigmentek gyakran tartalmaznak nehézfémeket, például ólmot, higanyot és kadmiumot, amelyek nem csak a szem érzékeny bőrére károsak).

-22- - Kohl ceruzák * A Kajal ceruzák nagyjából megegyeznek az alaptömeggel, mint a rúzsok * a felhasznált színezõk sokféleségesebbek, mint a rúzsok - smink, elpirulás * hasonló zsírtömeg, mint a szemhéjfestéknél * színes pigmentek és választott oldható színezékek

az úgynevezett "hideghullám-eljárást" alkalmazzák, amelyet szobahőmérsékleten alkalmaznak. 7. kísérlet: Hideg eljárással előállított vegyszerek: * 30 ml ammónium-tioglikolát oldat (4-8

* oig) * 30 ml hidrogén-peroxid-oldat (2%), amelyet citromsavval 4-es értékre állítunk be

-25. eljárás: Egy sima hajszálat tekercselünk egy kémcsőre, és ezt egy bemutató kémcsőbe merítjük, amelyet ammónium-tioglikolát-oldattal töltünk meg. Az aar-t teljesen el kell már meríteni. 25 perc elteltével vegye ki az oldatot az oldatból, alaposan öblítse le vízzel, és tegye egy pohárba a hidrogén-peroxid-oldattal. 15 perc elteltével vegye ki, alaposan öblítse le vízzel, és tekerje ki a kémcsőből. Aar hullámos szálat kapunk. Magyarázat: 1) A diszulfidhidak oldása ammónium-tioglikolát N 4 + -OOC-Cz-S redukálószerrel p = 8-9 -1 - -2 R

Cz-S-S-C z-r + 2 -S-Cz-COO- --------> -2 - -1. 2 R-C

-S- + -OOC-C, -S-S-C2-COO- diodiglikolát is: Az egy kötés megsemmisítése O + O-n keresztül-, -

O R'-N/-OOC-RO R'-N z + RO-COO- 2) Új hidak képzése hidrogén-peroxid (w (zoz) = 2%) és citromsav (OOC-Cz- C (O) (COO) -Cz-COO) p = 4 A rögzítő oldat savas, többek között a wellness-szerben lévő hidroxidion-felesleg semlegesítésére. -2-2

1-1 R-Cz-S- + R-Cz-S- + -OO- --------> -1-1 -2 R-Cz-SS-Cz-R + 2 zo és a R'-N2 + R "-COO-R'-N" + -OOC-R "protonok kötik meg.)

-26- A hidrogénkötések részben megszakadnak és kialakulnak, mint a vízhullám elve szerint. Az állandó hullámzó szerek hátrányai: * A redukálószer túl hosszú expozíciója a haj teljes megpuhulásához és esetleges hajhulláshoz vezet. * Az állandó hullámosító szerek ismételt használata szalmaszerűvé és széttörésessé teszi a hajat

-27- Hivatkozások: * Becker,. többek között; Organikus; VEB német tudományos kiadó Berlin; 16. kiadás 1986 * Bende, E .; Kémia - nagyon gyakori dolog; Kosmos Franckh Verlag Stuttgart; 1. kiadás 1987 * Beyer,.; Szerves kémia tankönyv; irzel Verlag Stuttgart; 18. kiadás 1976 * Christen, .R., Vögtle, F .; Szerves kémia alapjai, Bundestag-megállapodás; Kiadó Salle-Sauerländer Ffm/Salzburg; 1. kiadás 1989 * Eilers, B.

Szennyező anyagok és idegen anyagok a háztartásban és a környezetben; Schroedel Verlag bosszantja; 1. kiadás 1988 * Frühauf, D.

Fókuszban a kémia; Schroedel Verlag bosszantja; 1. kiadás 1993 * Greb, E.

Környezeti kémia; E. Klett Verlag Stuttgart; 1980. kiadás * ollemann, A. F., Wiberg, E .; Szervetlen kémia tankönyv; de Gruyter BerlinJ New York; 91. - 100. kiadás 1985 * Jäckel, M.

A kémia ma 2. középfok; Schroedel Verlag bosszantja; 1. kiadás 1988 * Jakob, O., Offrnann, B .; Szerves kémia; Buchner Verlag Bamberg; 1. kiadás 1978 * Karlson, P .; Biokémia; G. Thieme Verlag Stuttgart/New York, 1994-es kiadás * Paszthory; E .; 11 Parfüm., Kenőcsök és sminkek az ókorban "Kémia korunkban; Verlag Chemie Weinheim; eft 2 1993 * Raaf,.; Chemie des Alltags; Kosmos Franckh Verlag Stuttgart; 26. kiadás, 1985 * Vollhardt, P.

Szerves kémia; Verlag Chemie Weinheirn; 1. kiadás 1988