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http://hdl.handle.net/11422/28452
| Type: | Dissertação |
| Title: | Physicochemical characterization of sodium laureth sulfate with different ethylene oxide groups in shampoo technologies |
| Author(s)/Inventor(s): | Conrado, Bruna Gomes Muxagata |
| Advisor: | Lelis, Carini Aparecida |
| Co-advisor: | Conte Junior, Carlos Adam |
| Abstract: | Os xampus desempenham um papel fundamental na rotina diária de cuidados pessoais e na higiene do couro cabeludo e dos cabelos. Sua principal função é remover o sebo, com o benefício adicional de depositar compostos condicionadores na superfície da fibra capilar. Essa limpeza e condicionamento simultâneos dependem da sinergia de um surfactante aniônico com polímeros para formar sistemas multifásicos muito específicos, conhecidos como Complexos Polieletrolíticos-Surfactantes (PESCs). O lauril éter sulfato de sódio (SLES) é um surfactante aniônico comumente usado em cosméticos, estando presente em diversas formulações de shampoo. O SLES é um alquil sulfato composto por uma cauda hidrofóbica de 12 carbonos e um grupo etoxissulfato hidrofílico, cujo número varia de acordo com a composição. O número de grupos de óxido de etileno utilizados na indústria cosmética varia principalmente entre 1 e 3. Esse número pode influenciar a adsorção do PESC na fibra capilar, bem como diversas propriedades físico-químicas. Portanto, uma pequena alteração na estrutura molecular do surfactante pode resultar em diversas mudanças no desempenho de limpeza e condicionamento de toda a formulação. O objetivo deste trabalho é avaliar o impacto da remoção de um grupo óxido de etileno do SLES em dois shampoos comerciais: um shampoo transparente sem silicone (CSF) e um shampoo transparente com silicone (CWS). O impacto dessa alteração na percepção do produto é avaliado explorando-se as principais diferenças entre o lauril éter-2 sulfato de sódio (SLES 2EO) e o lauril éter-1 sulfato de sódio (SLES 1EO) por meio da caracterização físico-química de soluções aquosas do surfactante, bem como das formulações completas do shampoo, onde a interação com polímeros e cossurfactantes é avaliada. As formulações foram caracterizadas por meio de testes de reologia, tensão superficial, ângulo de contato, formação de espuma e detergência. Os resultados para o shampoo CSF mostram que a substituição do SLES 2EO pelo SLES 1EO causa um aumento significativo na viscosidade da solução, independentemente da concentração do surfactante. Análises adicionais de viscosidade em taxa de cisalhamento zero mostram que um precipitado se forma entre as taxas de substituição de 0,22 e 1,0, indicando uma instabilidade desencadeada pela perda do grupo EO. Testes de tensão superficial e ângulo de contato mostraram que o uso de SLES1EO diminui a tensão superficial entre a solução e o cabelo, enquanto os resultados de detergência mostram resultados estatisticamente semelhantes entre os dois surfactantes. Para o shampoo CWS, a substituição 1:1 de SLES2EO por SLES1EO foi capaz de manter o mesmo perfil reológico e viscosidade efetiva geral. No entanto, a análise organoléptica também mostra a formação de um precipitado instável, com a perda do grupo EO resultando em uma fórmula mais turva e escura do que a referência com SLES2EO. As análises de tensão superficial e ângulo de contato mostram que o SLES1EO diminui a tensão superficial quando substitui o SLES2EO na mesma concentração, o que pode estar correlacionado com o aumento da deposição de PESC e benefícios de condicionamento. Além disso, a perda de um grupo EO não causou alterações estatisticamente significativas na detergência ou no volume de espuma. |
| Abstract: | Shampoos play a pivotal role in the daily personal care routine and hygiene of scalp and hair. Their main function is to remove sebum, with the additional benefit of depositing hairconditioning compounds on the fiber’s surface. This simultaneous cleaning-and-conditioning relies on the synergy of an anionic surfactant with polymers to form very specific, multiphase systems known as Polyelectrolyte-Surfactant Complexes (PESCs). Sodium laureth sulfate (SLES) is a commonly used anionic surfactant in cosmetics, being present in several shampoo formulations. SLES is an alkyl sulfate composed of a 12-carbon hydrophobic tail and a hydrophilic ethoxysulfate group, which is heterogeneous in number. The number of ethylene oxide groups used in the cosmetic industry varies mostly between 1 and 3. The number of groups can impact PESC adsorption onto the hair fiber and also several physicochemical properties. Therefore, a small change in the molecular structure of the surfactant can result in several changes in the cleaning and conditioning performance of the whole formulation. The objective of the present work is to assess the impact of removing an ethylene oxide group from SLES in two market shampoos: a clear silicone-free (CSF) and clear shampoo with silicone (CWS). The impact of this change on product perception is evaluated by exploring the main differences between sodium laureth-2 sulfate (SLES 2EO) and sodium laureth-1 sulfate (SLES 1EO) through physicochemical characterization of surfactant solutions in water, as well as the full shampoo formulations, where the interaction with polymers and cosurfactants is assessed. The formulations were characterized by the means of rheology, surface tension, bulk contact angle, foamability and detergency tests.Results for the CSF shampoo show that the substitution of SLES2EO by SLES1EO causes a significant increase in bulk viscosity, regardless of surfactant concentration. Additional zero-shear rate viscosity analysis show that a precipitate is formed between the substitution ratios of 0.22 and 1.0, indicating an instability triggered by the loss of the EO group. Surface tension and contact angle tests showed that use of SLES1EO decreases surface tension between the bulk and hair, while detergency results show statistically similar results between both surfactants.For the CWS shampoo, a 1:1 substitution of SLES2EO by SLES1EO was able to maintain the same rheology profile and overall effective viscosity. However, organoleptic analysis also shows the formation of an unstable precipitate, with the loss of the EO group resulting in a formula more turbid and darker than the reference with SLES2EO. Surface tension and contact angle analysis show that SLES1EO decreases surface tension when substituting SLES2EO at the same concentration, which might correlate with increased PESC deposition and conditioning benefits. Additionally, the loss of an EO did not cause statistically significant changes in detergency or foam volume. |
| Keywords: | Composição do Xampu Surfactante Aniônico Lauril éter sulfato de sódio (SLES) Cosmética |
| Subject CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Química |
| Production unit: | Instituto de Química |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | 2024 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | eng |
| Right access: | Acesso Embargado |
| Citation: | CONRADO, Bruna Gomes Muxagata. Physicochemical characterization of Sodium Laureth Sulfate with different ethylene oxide groups in shampoo technologies. 2024. 67 f. Tese (Doutorado em Química) - Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2024. |
| Appears in Collections: | Química |
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