Báo cáo dự án hỗn hợp gel tạo nếp tóc hương tự nhiên

Dựa trên nguyên lí hòa tan của cồn ethanol với các axit béo có trong dầu dừa và các axit Diterpene, axit béo có trong nhựa thông.. Thu thập, phân tích và giải thích dữ liệu *Giới thiệu

TRƯỜNG PTDTBT THCS MƯỜNG ĐUN

BÁO CÁO TÓM TẮT

DỰ ÁN

HỖN HỢP GEL TẠO NẾP TÓC

HƯƠNG TỰ NHIÊN Lĩnh vực: Y sinh và Khoa học sức khỏe

Tủa Chùa, tháng 10 năm 2020

A Lí do chọn đề tài

Trong những năm gần đây làm đẹp an toàn là một cụm từ rất rất nhiều người tìm kiếm và quan tâm Đồng thời là một trong những phân khúc tăng trưởng nhanh nhất của ngành công nghiệp làm đẹp Ngành công nghiệp làm đẹp nói chung rất rộng, ở đây chúng em muốn quan tâm đến mái tóc của mọi người,

cụ thể là sản phẩm gel tạo nếp tóc Mong muốn có một sản phẩm giá cả phù hợp, hiệu quả, có ích cho người sử dụng, chúng em đã nghiên cứu, tạo ra sản

phẩm: hỗn hợp gel tạo nếp tóc hương tự nhiên

B Câu hỏi nghiên cứu; Vấn đề nghiên cứu; Giả thuyết khoa học

Câu hỏi nghiên cứu:

- Làm thế nào để chế tạo ra sản phẩm có thể thay thế những sản phẩm keo tạo nếp tóc độc hại bây giờ?

- Những nguyên vật liệu đó được lấy ở đâu? Giá thành ra sao?

-Khi sản phẩm tạo ra xịt lên tóc có được bền hay không?

Vấn đề nghiên cứu

- Các sản phẩm keo tạo nếp tóc hiện nay đều có chứa những thành phần hóa chất độc hại cho con người, giá thành đắt làm thế nào tạo ra sản phẩm vừa có giá thành rẻ, dễ làm, gần gũi với thiên nhiên, không độc hại phục vụ cho con người

Giả thuyết khoa học

Dựa trên nguyên lí hòa tan của cồn( ethanol) với các axit béo có trong dầu dừa

và các axit Diterpene, axit béo có trong nhựa thông

C Thiết kế và phương pháp nghiên cứu

* Mô tả chi tiết tiến trình và thiết kế thí nghiệm (thực nghiệm)

I Cấu tạo

Sản phẩm gồm có các nguyên liệu và dụng cụ sau:

- Dụng cụ: Cối chày, cân, cốc thủy tinh, đũa thủy tinh, lọ nhựa dạng xịt

- Nguyên liệu: Cồn(900), Nhựa thông, Dầu dừa

II Phương pháp thu thập số liệu

1 Các phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Tìm hiểu trên mạng, sách báo về công dụng của dầu dừa, nhựa thông Cấu tạo của tóc… và tìm hiểu về 1 số loại keo được bán trên thị trường

2 Phương pháp thu thập dữ liệu, thực nghiệm:

- Thu thập qua thực tế ở địa phương, tài liệu, sách báo, trên mạng

- Thực hành, thực nghiệm làm sản phẩm

III Giải pháp và thiết kế, các bước nghiên cứu

Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu bao gồm cồn 900, nhựa thông, dầu dừa

Bước 2: Cho nhựa thông đã nghiền từ từ vào dung môi cồn 900và lắc liên tục Sau khi nghiên cứu với nhiều tỉ lệ khác nhau thì chúng em thấy tỉ lệ 10g nhựa thông và 60ml cồn cho kết quả tốt nhất(xịt lên tóc, tạo được nếp cho tóc, tóc chưa có độ bóng)

Bước 3: Cho dầu dừa vào hỗn hợp cồn, nhựa thông và lắc đều

Nhóm tiến hành nghiên cứu tỉ lệ 60ml hỗn hợp với 5ml dầu dừa(1); 60ml hỗn hợp với 4ml dầu dừa(2); 60ml hỗn hợp với 3ml dầu dừa(3)

Hỗn hợp 1, 3 không tạo được sản phẩm như mong muốn, chỉ có hỗn hợp 2 khi xịt lên tóc tạo được nếp cho tóc, tạo được độ bóng, có tác dụng lâu, mùi thơm dịu nhẹ của dầu dừa, dễ sạch khi gội

Bước 4: Đậy kín, dán nhãn, hoàn thành sản phẩm

IV. Xác định những rủi ro tiềm năng và những cảnh báo an toàn cần thiết

- Bảo quản trong phòng với nhiệt độ trung bình là 25-30 độ C Tránh tuyệt đối

để ánh nắng soi trực tiếp vào các sản phẩm Không nên để trong phòng tắm

- Sản phẩm được chế tạo thủ công nên tính thẩm mĩ chưa cao, cần đầu tư để đưa

ra thị trường

D Tiến hành nghiên cứu

1 Tiến trình nghiên cứu

a Thu thập, phân tích và giải thích dữ liệu

*Giới thiệu chung về cồn(ethanol)

Etanol, còn được biết đến như là rượu etylic, ancol etylic, rượu ngũ

cốc hay cồn, là một hợp chất hữu cơ nằm trong dãy đồng đẳng của ancol, dễ

cháy, không màu, là một trong các rượu thông thường có trong thành phần của đồ uống chứa cồn Trong cách nói dân dã, thông thường nó được nhắc đến

một cách đơn giản là rượu

Etanol là một ancol mạch hở, công thức hóa học của nó

là C2H6O hay C2H5OH Một công thức thay thế khác là CH3-CH2-OH thể hiện

cacbon ở nhóm metyl (CH3–) liên kết với carbon ở nhóm metylen (–CH2–), nhóm này lại liên kết với oxy của nhóm hydroxyl (–OH) Nó là đồng phân nhóm

chức của dimetyl ete Etanol thường được viết tắt là EtOH, sử dụng cách ký

hiệu hoá học thường dùng đại diện cho nhóm etyl (C2H5) là Et

Tính chất vật lý

Rượu etylic là một chất lỏng, không màu, trong suốt, mùi thơm dễ chịu và đặc trưng, vị cay, nhẹ hơn nước (khối lượng riêng 0,7936 g/ml ở 15 độ C), dễ

bay hơi (sôi ở nhiệt độ 78,39 độ C), hóa rắn ở -114,15 độ C, tan trong nước vô hạn, tan trong ete và clorofom, hút ẩm, dễ cháy, khi cháy không có khói và ngọn lửa có màu xanh da trời Sở dĩ rượu etylic tan vô hạn trong nước và có nhiệt độ sôi cao hơn nhiều so với este hay aldehyde có khối lượng phân tử xấp xỉ là do sự tạo thành liên kết hydro giữa các phân tử rượu với nhau và với nước

Etanol có tính khúc xạ hơi cao hơn so với của nước, với hệ số khúc xạ là 1,36242 (ở λ=589,3 nm và 18,35 °C)

Điểm ba trạng thái của etanol là 150 K ở áp suất 4,3 × 10−4 Pa

Tính chất dung môi

Etanol là một dung môi linh hoạt, có thể pha trộn với nước và các dung môi hữu

cơ khác như axit axetic, axêton, benzen, cacbon tetrachlorua, cloroform, dietyl ete, etylen glycol, glycerol, nitrometan, pyridin và toluen Nó cũng có thể trộn với các hydrocacbon béo nhẹ như pentan và hexan, và với các clorua béo như trichloroetan và tetrachloroetylen

Hỗn hợp etanol-nước có thể tích nhỏ hơn tổng thể tích thành phần với một

tỷ lệ nhất định Khi trộn lẫn cùng một lượng etanol và nước chỉ tạo thành 1,92 thể tích hỗn hợp Hỗn hợp etanol và nước có tính tỏa nhiệt với lượng nhiệt lên đến 777 J/mol ở nhiệt độ 298 K (25 độ C)

Hỗn hợp etanol và nước tạo thành một azeotrope với tỉ lệ mol 89% etanol

và 11% mol nước hay một hỗn hợp 96% thể tích etanol và 4% nước ở áp suất bình thường và nhiệt độ 351 K Thành phần azeotropic này phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ, áp suất và biến mất ở nhiệt độ dưới 303 K

Liên kết hydro trong ethanol rắn ở nhiệt độ −186 ° C

Các liên kết hydro làm cho etanol nguyên chất có tính hút ẩm, làm chúng sẵn sàng hút hơi nước trong không khí Sự phân cực tự nhiên của nhóm chức hydroxyl làm cho etanol có thể hòa tan một số hợp chất ion như natri và kali hydroxit, magiê clorua, canxi clorua, ammoni clorua, ammoni bromua, và natri bromua Natri và kali clorua ít tan trong etanol Do phân tử etanol có một đầu không phân cực, nó cũng sẽ hòa tan các hợp chất không phân cực, bao gồm hầu hết tinh dầu và nhiều chất hương liệu, màu, và thuốc

Tính chất hóa học

Tính chất hóa học của etanol được quyết định bởi cấu trúc phân tử

Tính chất của một rượu đơn chức

Phản ứng thế với kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ Ví dụ:

Phản ứng este hóa, phản ứng giữa rượu và axit với môi trường là axit sulfuric đặc nóng tạo ra este

Phản ứng loại nước như tách nước trong một phân tử để tạo thành olefin, trong môi trường axit sulfuric đặc ở 170 độ C:

Hay tách nước giữa 2 phân tử rượu thành ether

Phản ứng oxi hóa, trong đó rượu bị oxi hóa theo 3 mức: (hữu hạn) thành aldehyde, axit hữu cơ và oxi hóa hoàn toàn (đốt cháy) thành CO2 và H2O

Ví dụ ở mức 1, trong môi trường nhiệt độ cao

CH3-CH2-OH + CuO -> CH3-CHO + Cu + H2O

Mức 2, có xúc tác:

CH3-CH2-OH + O2 -> CH3-COOH + H2O

Mức 3 C2H5OH + 3 O2 -> 2 CO2 + 3 H2O

* Giới thiệu chung về nhựa thông

- Thành phần, cấu tạo hóa học nhựa thông

Nhựa thông là hỗn hợp phức tạp các chất, tạo ra trong quá trình tổng hợp nhựa trong tự nhiên của gỗ mềm Hàm lượng nhựa biến đổi 0.5÷3.0 % lượng gỗ khô tuyệt đối Thành phần cấu tạo phức tạp biến đổi theo nguồn gốc và quá trình chế biến trong sản xuất

Thành phần, cấu tạo hóa học của nhựa thông:

Thành phần hóa học của nhựa thông bao gồm: 87÷90% là hỗn hợp của axit Diterpene hay còn gọi là axit nhựa, 10% là các chất trung tính và 3÷5% là các axit béo Công thức phân tử của nhựa thông có dạng C19H29COOH

- Cơ chế hóa học biến tính nhựa thông

Nhằm tăng hiệu quả gia keo nhựa thông cho giấy, người ta dùng một số phương pháp hóa học xử lý nhựa thông trước khi đem đi xà phòng hóa như nhựa thông xà phòng hóa hoặc phân tán Keo nhựa thông thu được gọi là keo nhựa thông biến tính

Mục đích của quá trình biến tính nhựa thông là làm giảm xu hướng kết tinh và nâng cao mức độ hoạt tính của các sản phẩm keo điều chế từ nhựa thông Các phương pháp biến tính nhìn chung đều dựa vào đặc điểm cấu tạo hóa học của một số axit nhựa có trong nhựa thông chứa liên kết đôi liên hợp Từ cấu tạo các đồng phân của nhựa thông chỉ ra ở hình 1.1 ta nhận thấy chỉ có một số đồng phân abietic là có liên kết đôi liên hợp, do vậy biến tính nhựa thông chỉ diễn ra với một số đồng phân của abietic

Hình 1.2: Phản ứng biến tính đồng phân Levopimaric

Quá trình biến tính nhựa thông được tiến hành trong điều kiện phản ứng thích hợp được chỉ ra dưới đây:

Tác nhân oxy hóa I (thường được sử dụng là I2, LiI và FeI2) với mức dùng từ 1%

÷ 1.2%, thời gian phản ứng diễn trong khoảng 3 giờ ở nhiệt độ được duy trì từ

220 ÷ 225 0C

Sau khi thời gian biến tính nhựa thông kết thúc, quá trình xút hóa được thực hiện bằng cách phối trộn nhựa thông biến tính nóng chảy vào trong dung dịch xút.Quá trình xút hóa diễn ra trong khoảng thời gian 1,5 giờ Kết thúc quá trình xút hóa keo nhựa thông được làm nguội thành dạng nhựa dẻo hàm lượng chất khô 75%

Tác nhân maleic hay axit furmalic được trình bày ở keo nhựa thông cường tính dưới đây

-Keo nhựa thông biến tính (Cường tính)

Nhằm tăng hiệu quả quá trình gia keo nhựa thông, phần lớn nhựa thông cho phản ứng với anhydrit furmalic hoặc axit furmalic sản phẩm tạo thành là axit tricarboxylic Phản ứng lập thể ứng dụng cho rất nhiều hợp chất dien (phản ứng cộng vòng Diels-Alder) và chỉ có thể áp dụng cho đồng phân dạng axit abietic có cặp nối đôi liên hợp, sản phẩm được gọi là keo nhựa thông cường tính Hai nhóm carboxyl thêm vào có tính axit mạnh hơn so với nhóm carboxyl ban đầu Điều này có nghĩa là đặc tính âm điện mạnh hơn (phân cực tốt hơn) làm cho khả năng phân tán keo tốt hơn, kích thước hạt keo nhỏ hơn, nên hiệu quả quá trình gia keo được cải thiện Mặt khác, khi tính ainon của dịch keo nhựa thông biến tính tăng lên thì hiệu quả phản ứng của keo với phèn nhôm nhằm tạo

ra resinat nhôm cũng tăng lên dẫn tới hiệu quả gia keo nhựa thông tốt hơn Tuy nhiên, cơ chế của gia keo nhựa thông vẫn không bị tác động do sự tăng cường

-Keo nhựa thông xà phòng hóa

Keo nhựa thông xà phòng hóa vẫn đóng vai trò quan trọng trong gia keo nhựa thông cho sản phẩm giấy mặc dù nó ra đời từ rất lâu Nhưng bên cạnh

đó kỹ thuật nấu keo nhựa thông xà phòng hóa đơn giản là yếu tố làm cho vẫn được quan tâm và sử dụng phổ biến ở những nơi điều kiện kỹ thuật chưa cho phép chuyển sang keo nhựa thông biến tính Keo nhựa thông xà phòng hóa sản xuất dựa trên cơ sở phản ứng trung hòa các axit nhựa bằng xút hoặc muối natri cacbonat Phản ứng được chỉ ra trong phản ứng [I.1],[I.2]:

C19H29COOH + NaOH = C19H29COONa + H2O [I.1]

C19H29COOH + Na2CO3 = 2C19H29COONa + H2O + CO2↑

* Giới thiệu chung về dầu dừa

Màu sắc: màu sắc của dầu dừa tùy thuộc vào phương pháp chiết xuất dầu dừa Ở nhiệt độ khoảng trên 30oC, nếu dầu dừa được chiết xuất bằng phương pháp ép lạnh sẽ không màu, còn nếu chiết xuất bằng phương pháp nóng sẽ có màu vàng nhạt Nhưng khi ở nhiệt độ dưới 25oC, dầu dừa sẽ đông lại và có màu trắng Các bạn có thể tự kiểm chứng bằng cách để dầu dừa vào tủ lạnh, chỉ khoảng vài tiếng sau là nó đã đông lại rồi

- Mùi: dầu dừa sẽ có mùi dừa thơm dịu, không quá gắt

- Điểm nóng chảy: điểm nóng chảy là nhiệt độ mà tại đó dầu dừa ở dạng lỏng, nếu dưới nhiệt độ này, dầu dừa sẽ ở dạng rắn Điểm nóng chảy của dầu dừa là

250C, do đó mà khi để dầu dừa vào tủ lạnh nó sẽ đông lại

- Độ hòa tan trong nước: dầu dừa không hòa tan được trong nước ở nhiệt độ phòng Tuy nhiên, khi bạn khuấy nhiều và mạnh thì dầu dừa sẽ hòa lẫn được với một ít nước nhưng hỗn hợp này sẽ có màu trắng

- Khối lượng riêng: 924,27kg/m3

Tiếp theo, chúng ta hãy xem trong dầu dừa có những thành phần hóa học và dinh dưỡng gì nhỉ? Trong dầu dừa chủ yếu chứa các acid béo bão hòa (khoảng 94%), trong đó có khoảng 64% là các acid béo chuỗi trung bình Dưới đây là bảng liệt kê các loại acid béo có trong dầu dừa

Acid béo Phần trăm Đặc điểm Loại chất

béo

Lauric acid 45% - 52% Acid béo chuỗi

trung bình

Acid béo bão hòa

Myristic acid 16% - 21% Acid béo chuỗi

trung bình

Acid béo bão hòa

Caprylic acid 5% - 10% Acid béo chuỗi

trung bình

Acid béo bão hòa

Capric acid 4% - 8% Acid béo chuỗi

trung bình

Acid béo bão hòa

Caproic acid 0.5% - 1% Acid béo chuỗi

trung bình

Acid béo bão hòa

hòa

Oleic acid 5% - 8%

Acid béo không bão hòa

hòa

Linoleic acid 1% -3%

Acid béo không bão hòa

Linolenic acid Hơn 0,2%

Acid béo không bão hòa

hòa

Các acid béo bão hòa này là thành phần tốt nhất hơn tất cả các loại dầu thực vật khác mà dầu dừa có được Có lẽ nhiều bạn sẽ không tin điều này, các acid béo bão hòa này là các acid béo chuỗi trung bình như capric acid, caprylic acid, caproic acid, and lauric acid và chúng đều mang lại những điều tuyệt vời cho bạn Chúng sẽ giúp tăng khả năng chuyển hóa các chất trong cơ thể, do đó

có lợi cho việc giảm cân; tăng hàm lượng cholesterol tốt (HDL) và giảm lượng cholesterol xấu (LDL) Bên cạnh đó, chúng còn là nguồn cung cấp năng lượng tuyệt vời Ngoài những loại acid béo trên thì trong dầu dừa còn có vitamin E là một loại vitamin có lợi cho da và làm đẹp (chống lão hóa và làm mịn màng cho

da, ngăn ngừa nếp nhăn và rạn da, mượt tóc) Theo một nghiên cứu của K.G Nevin and T Rajamohan, trường đại học Kerala, Ấn Độ về ảnh hưởng của dầu dừa đối với sức khỏe tim mạch đã cho thấy những tác dụng tích cực Khi họ thử nghiệm cho chuột sử dụng dầu dừa trong bữa ăn của chúng trong vòng 45 ngày thì đã ghi nhận được sự giảm hàm lượng cholesterol tổng cộng, triglycerides, photpholipid trong máu và các mô Đồng thời cũng làm tăng hàm lượng cholesterol HDL và giảm hàm lượng cholesterol LDL

Dưỡng ẩm, làm đẹp da, mượt tóc có lẽ là những công dụng của dầu dừa được biết đến nhiều nhất Tuy nhiên, dầu dừa còn có nhiều đặc tính y dược khác nữa

- Giảm triệu chứng mệt mỏi: tác dụng này có được là nhờ vào việc dầu dừa có hàm lượng acid béo bão hòa cao, đó là nguồn cung cấp năng lượng lớn cho cơ thể

- Chống oxy hóa là chống lão hóa: tính chống oxy hóa của dầu dừa là nhờ vào các acid béo bão hòa như Capric Acid, Caprylic Acid, Caproic Acid, and Myristic Acid Chúng chống lại tác hại của sự lão hóa, thoái hóa điểm vàng, bạc tóc và sự chảy xệ của da

- Kháng khuẩn: dưới tác động của enzyme thì các acid béo trên sẽ chuyển hóa thành các hợp chất có khả năng kháng khuẩn và chống nấm tốt như monocaprin, monolaurin Những hợp chất này sẽ bảo vệ cơ thể chúng ta cả trong lẫn ngoài khỏi các bệnh như phát ban, ngứa, nấm ngào da, viêm da Ngoài ra chúng còn giúp chống lại nấm Candida

- Giảm rụng tóc: những người dân Ấn Độ đã sử dụng dầu dừa và cho hiệu quả tốt trong việc làm đen tóc, ngăn ngừa tóc bạc và rụng tóc

- Trị gàu: dầu dừa giúp ngăn ngừa sự bong tróc lớp da trên đầu bằng cách giữ

ẩm và làm mịn da

- Chống giun: dầu dừa có thể được sử dụng để chống lại giun tròn đường ruột

và sán dây

- Chống ung thư: các acid béo không no trên giúp chống lại một số loại bệnh ung thư

- Chống HIV: gần đây, một tia hy vọng mới đã được tìm ra khi sử dụng dầu dừa để chống lại sự lây nhiễm HIV, tác dụng này cũng xuất phát từ các loại acid béo bão hòa

- Phòng chống bệnh tim mạch: các acid béo chuỗi trung bình trong dầu dừa thấp hơn hàm lượng các cholesterol xấu và làm giảm tắc nghẽn động mạch, do

đó làm giảm các nguy cơ về tim Mặc dù có một số ý kiến tiêu cực về các chất béo bão hòa của dầu dừa nhưng nó thực sự rất tốt cho tim

- Chống béo phì: dầu dừa làm tăng quá trình trao đổi chất, do đó nó đốt cháy chất béo trong cơ thể hiệu quả, có lợi cho việc giảm cân

- Tính chất khác: dầu dừa giúp hấp thu tốt các vitamin tan trong chất béo và đường trong cơ thể, cải thiện sự tuần hoàn và chống khối u, chống viêm đại tràng, loét dạ dày, ống tiêu hóa,…

Đặc biệt AXÍT LAURIC