Nghiên cứu hệ nền của các sản phẩm mỹ phẩm, chăm sóc cá nhân

Một số bảng thành phần của các loại dầu gội có mặt trên thị trường Thành phần của dầu gội thường có: - Nước - Chất hoạt động bề mặt Sodium Laureth Sulfate, Cocamidoropyl Betaine, … - Chấ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC

BỘ MÔN QUÁ TRÌNH – THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ HÓA VÀ THỰC PHẨM

-o0o - -o0o -

ĐỒ ÁN 3

Đề tài: Nghiên cứu hệ nền của các sản phẩm mỹ

phẩm, chăm sóc cá nhân

Giáo viên hướng dẫn: TS Cao Mai Duyên

Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Nga _ 20180871

Hà Nội, 08/2022

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành, lòng biết ơn sâu sắc, sự kính trọng và cảm phục đến TS Cao Thị Mai Duyên, người cô đã tận tâm hướng dẫn, định hướng nghiên cứu khoa học, truyền những kiến thức quý giá và tinh thần học hỏi, cũng như lòng nhiệt huyết, sự kiên trì và động lực để em hoàn thành đồ án này và tích lũy thêm được nhiều kinh nghiệm quý báu trong quá trình làm việc

Mặc dù có nhiều cố gắng và nỗ lực nhưng không thể tránh khỏi sai sót do kinh nghiệm và kiến thức còn hạn hẹp nên rất mong sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn để nội dung nghiên cứu thêm hoàn chỉnh

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong Hội đồng bảo vệ đã xem xét và góp ý tận tình cho đề tài

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

MỤC LỤC 2

DANH MỤC HÌNH ẢNH 4

DANH MỤC BẢNG BIỂU 5

LỜI MỞ ĐẦU 6

I TỔNG QUAN VỀ CÁC THÀNH PHẦN CÓ TRONG CÁC SẢN PHẨM CHĂM SÓC CÁ NHÂN 7

1 Dầu gội 7

2 Nước rửa chén 8

3 Sữa tắm 9

4 Xà phòng 10

II CÁC THÀNH PHẦN CHỦ YẾU TRONG MỸ PHẨM, SẢN PHẨM CHĂM SÓC CÁ NHÂN 11

1 Dung môi 11

1.1 Khái niệm 11

1.2 Phân loại 11

1.3 Các dung môi (nước) sử dụng trong mỹ phẩm 12

2 Chất hoạt động bề mặt 14

2.1 Khái niệm 14

2.2 Phân loại chất hoạt động bề mặt 15

2.3 Các loại chất hoạt động bề mặt thường sử dụng 17

3 Chất làm đặc 18

3.1 Khái niệm 18

3.2 Các loại chất làm đặc thường sử dụng 20

 Natri Clorua 21

4 Chất dưỡng ẩm 21

4.1 Khái niệm 21

4.2 Phân loại 21

4.3 Các chất dưỡng ẩm thường sử dụng 25

5 Hương liệu 26

6 Một số phụ gia khác 26

III THỰC HÀNH 27

1 Nguyên liệu 27

2 Thiết bị và dụng cụ 28

3 Các bước tiến hành 29

V KẾT QUẢ 31

TÀI LIỆU THAM KHẢO 33

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 Một số bảng thành phần của các loại dầu gội có mặt trên thị trường 7

Hình 2 Một số bảng thành phần của các loại nước rửa chén có mặt trên thị trường 8

Hình 3 Một số bảng thành phần của các loại sữa tắm có mặt trên thị trường 9

Hình 4 Một số bảng thành phần của các loại xà phòng có mặt trên thị trường 10

Hình 5 Cấu trúc đơn giản của phân tử chất hoạt động bề mặt 15

Hình 6 Sự sa lắng của các hạt rắn có trong huyền phù khi không có mặt (a) và có mặt (b) chất làm đặc 18

Hình 7 Nguyên tắc hoạt động của chất hút ẩm 22

Hình 8 Nguyên tắc hoạt động của chất làm mềm 23

Hình 9 Nguyên tắc hoạt động của chất khóa ẩm 24

Hình 10 Muối sạch 27

Hình 11 Cocamidopropyl betain (CAPB) 27

Hình 12 PEG-150 distearate 28

Hình 13 Glycerin 28

Hình 14 Bể ổn nhiệt 29

Hình 15 Sản phẩm sau khi tiến hành thí nghiệm 1 31

Hình 16 Sản phẩm sau khi tiến hành thí nghiệm 2 31

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1 So sánh một số chất hoạt động bề mặt thưởng sử dụng 17

Bảng 2 Bảng thành phần nguyên liệu sử dụng trong quá trình thí nghiệm 1 29

Bảng 3 Bảng thành phần nguyên liệu sử dụng trong quá trình thí nghiệm 2 30

Bảng 4 Bảng so sánh cảm quan kết quả thí nghiệm 32

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay với sự phát triển của xã hội, mức sống của con người ngày càng được nâng cao, nhu cầu chăm sóc cá nhân ngày càng nhiều nên các sản phẩm chăm sóc cá nhân gần như không thể thiếu được đối với mỗi người Đặc biệt, nhu cầu sử dụng các sản phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên, đảm bảo an toàn cho người sử dụng càng được chú trọng hơn bao giờ hết

Mua mỹ phẩm, sản phẩm chăm sóc cá nhân nhưng không hợp với làn da của mình là vấn đề chung mà rất nhiều người tiêu dùng gặp phải Hiểu và đánh giá thành phần trong mỹ phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân là cách đơn giản để “phán đoán” được mỹ phẩm đó có hợp với làn da và nhu cầu của mình hay không Việc nhận biết

và hiểu được các thành phần có lợi cũng như có hại cho làn da thực sự là một lợi thế khi chăm sóc da

Đề tài “Nghiên cứu hệ nền của sản phẩm mỹ phẩm, chăm sóc cá nhân” được thực hiện cũng dựa trên nhu cầu thực tế này Trong phạm vi của Đồ án 3, em tiến hành nghiên cứu và tiến hành thực nghiệm với sản phẩm nước rửa chén

I TỔNG QUAN VỀ CÁC THÀNH PHẦN CÓ TRONG CÁC SẢN PHẨM

CHĂM SÓC CÁ NHÂN

1 Dầu gội

Hình 1 biểu diễn một số nhãn sản phẩm dầu gội đầu có mặt trên thị trường

Hình 1 Một số bảng thành phần của các loại dầu gội có mặt trên thị trường

Thành phần của dầu gội thường có:

- Nước

- Chất hoạt động bề mặt (Sodium Laureth Sulfate, Cocamidoropyl Betaine, …)

- Chất dưỡng ẩm cho da đầu, tóc (Dimethicone, Glycerin, Hydrozed Keratin,

Không có sự khác biệt về các thành phần chính của dầu gội dành cho nam hay nữ, khác biệt lớn nhất của dầu gội dành cho nam và nữ là mùi hương

2 Nước rửa chén

Hình 2 biểu diễn một số nhãn sản phẩm nước rửa chén có mặt trên thị trường

Hình 2 Một số bảng thành phần của các loại nước rửa chén có mặt trên thị trường Thành phần của nước rửa chén thường có:

- Nước

- Chất hoạt động bề mặt (Sodium Linear Alkybenzene Sulfonate, Sodium

Laureth Sulfate)

- Muối (Magnesium Sulfate)

- Chất bảo quản (Methylisoiazolinone, Methylchloroisothiazolinone)

3 Sữa tắm

Hình 3 biểu diễn một số nhãn sản phẩm sữa tắm có mặt trên thị trường

Hình 3 Một số bảng thành phần của các loại sữa tắm có mặt trên thị trường

Thành phần sữa tắm thường có:

- Nước

- Chất hoạt động bề mặt (Cocamidoropyl Betaine, Sodium Laureth Sulfate, …)

- Chất làm đặc (PEG-80 Sorbitan Laurate, Carbomer, Glycol Stearate, Xathan Gum, …)

- Chất dưỡng ẩm (Glycerin, Panthenol, Ethylhexylglycerin, …)

- Chất phụ gia khác

Đối với sữa tắm dành cho trẻ em, thành phần không có các chất bảo quản diệt khuẩn (Methylisoiazolinone) có thể gây kích ứng, dị ứng và nổi mẩn đỏ

4 Xà phòng

Hình 4 biểu diễn một số nhãn sản phẩm xà phòng có mặt trên thị trường

Hình 4 Một số bảng thành phần của các loại xà phòng có mặt trên thị trường

II CÁC THÀNH PHẦN CHỦ YẾU TRONG MỸ PHẨM, SẢN PHẨM

Dung môi có thể hỗ trợ phát triển kem dưỡng da, kem chăm sóc da mặt, kem nền, sơn móng tay, keo xịt tóc, kem chống nắng, nước rửa tay và nhiều sản phẩm khác Chúng

có thể góp phần vào sự ổn định của công thức, điều chỉnh tốc độ bay hơi, cung cấp hiệu ứng làm mát, thay đổi cảm giác da, thay đổi độ nhớt, ảnh hưởng đến đặc tính tạo màng và có nhiều chức năng khác

Độ hòa tan của một thành phần trong một dung môi nhất định phần lớn là một chức năng phân cực của dung môi

1.2 Phân loại

Dựa trên hằng số điện môi, dùng để chỉ tính phân cực, các dung môi thường được phân loại rộng rãi thành ba loại: dung môi phân cực, bán phân cực và không phân cực

- Dung môi phân cực:

Dung môi phân cực chứa các phân tử lưỡng cực mạnh và thể hiện tính chất tạo liên kết hydro Do đó, hằng số điện môi của chúng cao Dung môi phân cực thường hòa tan các chất tan phân cực

Các dung môi phân cực điển hình được sử dụng trong mỹ bao gồm nước và glycol

- Dung môi bán phân cực

Dung môi bán phân cực cũng được tạo thành từ các phân tử lưỡng cực mạnh; tuy nhiên, chúng không hình thành liên kết hydro Dung môi bán cực có khả năng hòa tan

cả chất phân cực và không phân cực Do đó, chúng có thể dùng làm môi trường cho một hệ đồng nhất đa thành phần có chứa các dung môi phân cực và không phân cực

Ví dụ về dung môi bán cực được sử dụng trong mỹ phẩm:

 Cồn: ethanol và isopropynol

 Xeton: axeton

 Các este: etyl axetat

- Dung môi không phân cực

Dung môi không phân cực chứa các phân tử chỉ có đặc tính phân cực nhỏ hoặc không

có (nghĩa là hằng số điện môi của chúng thấp) Chúng hòa tan các phân tử không phân cực

Ví dụ về dung môi không phân cực được sử dụng trong mỹ phẩm:

 Dầu: dầu khoáng, dầu hướng dương, dầu hạnh nhân;

Nước cất không chứa hóa chất và các chất độc: Trải qua quá trình chưng cất, các tạp chất như hóa chất, thuốc trừ sâu, diệt cỏ, … có trong nước đã được loại bỏ nên về cơ bản thì nước cất không chứa hóa chất Nó đơn giản là nước tinh khiết 100%

Nước cất không có các loại vi khuẩn, vi trùng mà thi thoảng chúng ta có thể tìm thấy trong nước uống thông thường

Nước cất không chứa Clo hoặc DBP vì 2 chất này đều có điểm sôi thấp hơn nước nên chúng sẽ bị loại bỏ sau quá trình chưng cất hoặc thông qua bộ lọc carbon

Nước cất được sử dụng để tạo ra những loại mỹ phẩm vô khuẩn, giúp giảm thiểu tối

đa việc vi khuẩn bám vào làn da con người khiến da viêm nhiễm, lão hóa sớm

1.3.2 Nước deion

Nước Deion (Deionized Water) là nước siêu thuần hay còn được gọi là nước Demin, nước Deion, nước DI là loại nước được điều chế bằng 1 trong các phương pháp như chưng cất, trao đổi ion, thẩm thấu ngược hay EDI, thành phần nước cất không chứa các tạp chất hữu cơ hay vô cơ Nên nước cất thường được sử dụng trong y tế, trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm kỹ thuật hóa học, hóa sinh

Những nước chưa được xử lý sẽ còn tồn tại khá nhiều tạp chất, khoáng chất, muối, … dưới dạng ion Nước này chưa thể đáp ứng được yêu cầu sử dụng Vì vậy chúng ta phải dùng phương pháp khử ion trong nước (hay còn gọi là khử khoáng) để khử ion hóa ra khỏi nước Phương pháp trao đổi ion được diễn ra bằng cách sử dụng các hạt nhựa mang điện tích âm (-) và điện tích dương (+) để hấp thụ ion tồn tại trong nước Nước DI được sử dụng để tăng độ tinh khiết và tính ổn định trong các sản phẩm như chăm sóc tóc, chăm sóc da mặt, cơ thể, chăm sóc em bé, giúp sản phẩm đạt đến chất lượng hoàn hảo

1.3.3 Nước hydrosol (nước tinh chất)

Hydrosol/Floral water được sản xuất từ quá trình chưng cất hơi nước của các nguyên liệu thực vật Nguyên lý của quá trình chưng cất này là sử dụng sức nóng của hơi nước giúp làm vỡ tế bào thực vật, từ đó phóng thích tinh dầu Các hạt dầu li ti rất dễ bay hơi đi theo hơi nước đến nơi làm lạnh để được ngưng tụ Ở đó dầu nhẹ nổi lên trên mặt đem đi tinh chế thành tinh dầu (là tinh chất cô đặc của hương thơm), dầu nặng và hoạt chất có ích khác nằm lại trong nước tạo thành nước, gọi là nước cất hoặc nước chưng cất (floral water hay hydrosol)

Như vậy nước tinh chất chính là sản phẩm phụ thu được của quá trình sản xuất tinh dầu Nước tinh chất là nước tinh chất có chứa tinh dầu, tuy nhiên lượng phân tử tinh dầu trong nước cất ít hơn rất nhiều so với tinh dầu nguyên chất

Chất lượng của nước cất/nước tinh chất/nước chưng cất sẽ phụ thuộc vào 2 yếu tố chính: chất lượng của hệ thống chưng cất và chất lượng của nguyên liệu thảo dược đầu vào

Chính nhờ có chứa các phân tử tinh dầu trong thành phần, nướctinh chất có nhiều đặc tính nổi trội như: kháng viêm, kháng khuẩn, làm dịu nhẹ da kích ứng…và nhờ đó được sử dụng với nhiều mục đích:

- Toner, xịt khoáng, xịt dưỡng da

- Làm dịu nhẹ, làm sạch da hoặc tạo cảm giác thư giãn

Hình 5 Cấu trúc đơn giản của phân tử chất hoạt động bề mặt

2.2 Phân loại chất hoạt động bề mặt

Chất hoạt động bề mặt có thể được phân loại dựa trên phần điện tích của đầu ưa nước của chúng Có bốn loại là chất hoạt động bề mặt anion, cation, lưỡng tính, và không ion

- Chất hoạt động bề mặt anion

Chất hoạt động bề mặt anion chứa điện tích âm trong đầu ưa nước của chúng Các chất hoạt động bề mặt anion có tính tạo bọt tốt, tính thấm tốt, khả năng nhũ hóa và tẩy rửa cao Hạn chế lớn nhất của chúng là khả năng gây khó chịu, đặc biệt là đối với sulfat, đây là thành phần gây lo ngại cho nhiều người tiêu dùng

Ví dụ một số chất hoạt động bề mặt anion được sử dụng trong mỹ phẩm:

 Hợp chất của axit cacboxylic: triethanolamine stearate, potassium laurate

 Sulfates: sodium lauryl sulfate (SLS), ammonium lauryl sulfate (ALS), sodium laureth sulfate (SLES)

 Sulfonates: taurates, isothionates, olefin sulfonates

 Sulfosuccinates: disodium laureth sulfosuccinate

Ví dụ một số chất hoạt động bề mặt cation được sử dụng trong mỹ phẩm: bao gồm các amin và các dẫn xuất của chúng: cetrimonium chloride, stearalkonium chloride và benzalkonium chloride, quaternium và phân tử polyquaternium

- Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính

Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính có cả điện tích âm và điện tích dương ở phần đầu ưa nước của chúng các chất hoạt động bề mặt lưỡng tính chứa các amino acid gắn với các nhóm ankyl mạch dài Mặc dù chưa amino acid trong phân tử nhưng chất hoạt động bề mặt lưỡng tính có tính chất tương tự với chất hoạt động bề mặt anion Chúng

có đặc tính làm sạch, diệt khuẩn, kìm khuẩn, tạo bọt và làm mềm tốt Do đó, chúng được sử dụng trong dầu gội đầu và sản phẩm dành cho trẻ em

Ví dụ một số chất hoạt động bề mặt lưỡng tính được sử dụng trong mỹ phẩm: coco betaine (CAB), lauryl betaine, cocamidopropyl betaine (CAPB) và hydroxysunltaines

- Chất hoạt động bề mặt không ion

Chất hoạt động bề mặt không ion chứa ion không phân ly thành ion, và phần đầu ưa nước của chúng không mang điện tích Hoạt động bề mặt của chúng là do các nhóm rượu hoặc etylen oxit Chúng là những chất hoạt động bề mặt được sử dụng thường xuyên nhất trong mỹ phẩm Ưu điểm của chúng so với các loại khác là không phụ thuộc vào pH, khả năng kích ứng thấp và có khả năng tương thích với các loại khác

Ví dụ một số chất hoạt động bề mặt không ion được sử dụng trong mỹ phẩm:

 Este glycol và glycerol: glyceryl monostearate…

 Sorbitol esters: sorbitan stearate, sorbitan palmiate…

 Polysorbates: polysorbate 20…

 Cồn béo: cetyl alcohol, stearyl alcohol…

 Amine oxides: cocamine oxide và cocamidopropylamine oxide…

 Alkanolamindes: cocamide monoethanolamine (MEA), diethanolamine

(DEA)…

 Alkylglucosides: lauryl glucoside…

Các chất hoạt động bề mặt thường được đặc trưng bởi số HLB Chữ viết tắt “HLB” là viết tắt của cân bằng ưa nước-ưa béo HLB là một biểu thức thực nghiệm cho mối quan hệ của các nhóm ưa nước và kỵ nước của chất hoạt động bề mặt Hệ thống HLB

sử dụng thang điểm từ 1–20 dựa trên ái lực của chất hoạt động bề mặt với dầu và nước; giá trị HLB càng cao thì chất hoạt động bề mặt càng tan trong nước Nói chung, chất nhũ hóa có giá trị HLB từ 1–3 là chất chống tạo bọt, chất có giá trị 4–6 là chất nhũ hóa nước trong dầu (W/O), chất có giá trị 7–9 là chất làm ướt, chất có giá trị là 8–

18 là chất nhũ hóa dầu trong nước (O/W), những chất có giá trị 13–15 là chất làm sạch

và những chất có giá trị 10–18 là chất hòa tan

2.3 Các loại chất hoạt động bề mặt thường sử dụng

Bảng 1 So sánh một số chất hoạt động bề mặt thưởng sử dụng

Sodium laureth

sulfate (SLES)

Cocamidopropyl betain (CAPB)

Điểm sôi 230oF Trọng lượng riêng 1.04

so với nước

Dạng lỏng sệt, màu vàng nhạt

Khối lượng mol 320.42 g/mol

ra có dạng kem, đặc và

ổn định

Có khả năng ổn định bọt, khả năng lấy dầu thừa, chất bẩn trên da nhưng không hiệu quả bằng SLS, SLES, cải thiện khả năng dưỡng

An toàn khi sử dụng, không gây dị ứng cho người dùng

3 Chất làm đặc

3.1 Khái niệm

Chất làm đặc là những thành phần có thể làm tăng độ nhớt của mỹ phẩm Chúng cải thiện tính ổn định, thay đổi vẻ ngoài và tính thẩm mỹ của sản phẩm, cải thiện khả năng ứng dụng và thay đổi tính lưu biến của sản phẩm Chất làm đặc cũng có thể được

sử dụng để tạo độ nhớt trong huyền phù và hoạt động như chất tạo huyền phù [2]

Hình 6 Sự sa lắng của các hạt rắn có trong huyền phù khi không có mặt (a) và có mặt (b) chất làm đặc