Chemia kosmetyczna. Wybrane zagadnienia

Niezwykle szybko rozwijający się przemysł kosmetyczny oraz moda na zdrowy i młody wygląd stały się istotnym elementem rozwoju cywilizacji u progu XXI wieku. Istnieje też potrzeba przekazywania informacji o tym, jakie substancje działają korzystnie na skórę i włosy człowieka oraz jego ogólne zdrowie.

Niniejsza publikacja może posłużyć tym wszystkim, którzy chcą zapoznać się z chemią kosmetyczną na poziomie ogólnym, jak również poszerzyć wiedzę na poziomie akademickim. Autorami poszczególnych rozdziałów są nauczyciele akademiccy wykładający na co dzień zagadnienia o tematyce zawartej w poszczególnych rozdziałach tej książki.

Naszym zamiarem było stworzenie pewnego kompendium wiedzy z zakresu szeroko pojętej chemii kosmetycznej oraz zebranie w jednym opracowaniu treści, które dotąd były porozrzucane w różnych książkach oraz doniesieniach naukowych.

Opisane zagadnienia nie wyczerpują wszystkich aspektów związanych z chemią kosmetyczną. Jednak w przekonaniu autorów mogą być bardzo pomocne w zrozumieniu zasad tworzenia kosmetyków oraz oddziaływania składników kosmetyków ze skórą i jej przydatkami, takimi jak włosy i paznokcie.

Lista skrótów / 9
Lista symboli / 14
Wprowadzenie / 19

1. Ustawodawstwo (Justyna Kozłowska) / 21
1.1. Definicje / 24
1.2. Ocena bezpieczeństwa produktów kosmetycznych / 24

2. Budowa i funkcje skóry (Justyna Kozłowska) / 27
2.1. Budowa ogólna i funkcje skóry / 27
2.1.1. Naskórek / 29
2.1.2. Skóra właściwa / 37
2.1.3. Tkanka podskórna / 38
2.2. Przydatki skóry / 39
2.2.1. Mieszki włosowe / 39
2.2.2. Gruczoły łojowe / 43
2.2.3. Gruczoły potowe / 45
2.2.4. Paznokcie / 47
2.3. Różnice pomiędzy skórą kobiety a skórą mężczyzny / 48
2.4. Skóra niemowlęca / 49
2.5. Starzenie się skóry / 51

3. Wybrane surowce kosmetyczne (Dagmara Bajer) / 57
3.1. Woda – podstawowy surowiec kosmetyczny / 59
3.2. Charakterystyka i przegląd węglowodorów stosowanych w przemyśle kosmetycznym / 72
3.2. Alkohole jednowodorotlenowe i polialkohole jako surowce kosmetyczne / 76
3.3. Hydroksykwasy / 81
3.4. Lipidy i ich wybrane pochodne / 85
3.4.1. Przegląd i charakterystyka olejów roślinnych / 87
3.4.2. Woski. Przegląd wosków kosmetycznych pochodzenia roślinnego i zwierzęcego / 90
3.4.3. Fosfolipidy / 96
3.4.4. Liposomy / 100
3.4.5. Kwasy tłuszczowe / 105
3.4.6. Ceramidy / 114
3.5. Witaminy / 118
3.5.1. Witamina A / 118
3.5.2. Witamina D / 121
3.5.3. Witamina E / 122
3.5.4. Witamina K / 123
3.5.5. Witamina C / 124
3.5.6. Grupa Witamin B / 125
3.6. Semi-witaminy / 129
3.7. Antyoksydanty / 131
3.8. Flawonoidy / 135
3.9. Fitohormony / 141
3.10. Sterole / 142
3.11. Saponiny / 143
3.12. Konserwanty / 146
3.12.1. Kwasy organiczne / 147
3.12.2. Aldehydy / 148
3.12.3. Fenole / 149
3.12.4. Alkohole / 151
3.12.5. Związki rtęci / 152
3.12.6. Związki heterocykliczne / 153
3.12.7. Konserwanty nieorganiczne / 157
3.13. Aminokwasy, peptydy, białka / 157
3.13.1. Enzymy / 160
3.14. Alkaloidy / 162

4. Związki powierzchniowo czynne (Agnieszka Tafelska-Kaczmarek) / 165
4.1. Co to są związki powierzchniowo czynne? / 165
4.2. Budowa związków powierzchniowo czynnych / 166
4.3. Zasada działania detergentów / 168
4.4. Klasyfikacja związków powierzchniowo czynnych / 169
4.4.1. Klasyfikacja ZPC według budowy chemicznej / 169
4.4.2. Klasyfikacja ZPC według źródła surowców / 170
4.4.3. Klasyfikacja ZPC według zastosowania / 170
4.4.4. Klasyfikacja według oddziaływania na środowisko / 170
4.5. Najważniejsze surowce stosowane do produkcji związków powierzchniowo czynnych / 171
4.5.1. Tłuszcze /172
4.5.2. Alkohole tłuszczowe / 174
4.5.3. Alkilobenzen liniowy i rozgałęziony / 176
4.5.4. Alkilofenole / 177
4.5.5. Tlenek etylenu (EO) i tlenek propylenu (PO) / 177
4.5.6. Etanoloaminy / 178
4.6. Właściwości fizyczne związków powierzchniowo czynnych / 179
4.7. Charakterystyka poszczególnych grup związków powierzchniowo czynnych / 183
4.7.1. Anionowe związki powierzchniowo czynne /183
4.7.2. Kationowe związki powierzchniowo czynne / 199
4.7.3. Amfoteryczne związki powierzchniowo czynne / 203
4.7.4. Niejonowe związki powierzchniowo czynne / 209
4.8. Związki powierzchniowo czynne typu gemini / 227
4.9. Związki powierzchniowo czynne z łańcuchem niewęglowodorowym / 230
4.9.1. Fluorowane ZPC / 230
4.9.2. Silikonowe ZPC / 232

5. Fotostarzenie i substancje promieniochronne (Joanna Skopińska-Wiśniewska) / 235
5.1. Promieniowanie słoneczne / 235
5.2. Wpływ promieniowania UV na ciało człowieka / 241
5.3. Ochrona przed promieniowaniem UV / 247
5.3.1. Naturalne mechanizmy chroniące przed działaniem promieniowania UV / 248
5.3.2. Syntetyczne środki ochrony przeciw promieniowaniu UV / 250
5.3.2.1. Filtry fizyczne / 251
5.3.2.2. Filtry chemiczne / 252
5.3.2.3. Filtry naturalne / 259
5.3.3. Faktory ochrony przeciwsłonecznej / 259

6. Fizykochemia form kosmetycznych (Alina Sionkowska) / 265
6.1. Roztwory / 268
6.2. Układy koloidalne (koloidy) / 271
6.3. Roztwory micelarne – roztwory substancji powierzchniowo czynnych / 275
6.4. Emulsje / 289
6.5. Hydrożele, żele / 298
6.6. Aerozole / 301
6.7. Piany / 303
6.8. Zawiesiny / 308
6.9. Sztyfty / 311
6.10. Podsumowanie / 312

7. Reologia form kosmetycznych (Katarzyna Lewandowska) / 317
7.1. Podstawowe terminy / 317
7.2. Modele reologiczne / 322
7.2.1. Ciało doskonale sprężyste Hooke’a / 322
7.2.2. Ciało plastyczne St. Venanta / 323
7.2.3. Doskonale lepkie ciała Newtona / 324
7.3. Modele reologiczne ciał o złożonych właściwościach reologicznych / 325
7.4. Płyny newtonowskie / 330
7.5. Płyny nienewtonowskie / 331
7.5.1. Płyny reostabilne / 332
7.5.1.1. Płyny rozrzedzane ścinaniem / 333
7.5.1.2. Płyny zagęszczane ścinaniem / 335
7.5.1.3. Płyny reostabilne mające granicę płynięcia / 336
7.5.2. Modele reologiczne dla płynów reostabilnych / 338
7.5.3. Płyny reologicznie niestabilne / 342
7.5.3.1. Płyny tiksotropowe / 342
7.5.3.2. Płyny antytiksotropowe / 344
7.5.4. Płyny lepkosprężyste / 345
7.6. Wpływ temperatury na właściwości reologiczne płynów / 347
7.7. Reometria / 349
7.7.1. Płyny niewykazujące efektów naprężeń normalnych / 349
7.7.2. Płyny wykazujące efekty naprężeń normalnych / 351
7.7.3. Charakterystyka wybranych przyrządów stosowanych w reometrii / 352
7.7.3.1. Wiskozymetry kapilarne / 352
7.7.3.2. Wiskozymetr Höpplera / 354
7.7.3.3. Lepkościomierz wypływowy typu kubek Forda / 355
7.7.3.4. Reometry kapilarne / 356
7.7.3.5. Reometry rotacyjne / 358
7.7.3.6. Metody dynamiczne / 359
7.8. Zastosowanie reologii / 361
7.8.1. Płyny polimerowe / 362
7.8.2. Formy kosmetyczne: zawiesiny, emulsje i pasty / 369
7.9. Modyfikatory reologii / 372
7.9.1. Charakterystyka wybranych modyfikatorów reologii / 374
7.10. Literatura / 377

8. Polimery w kosmetykach (Katarzyna Lewandowska, Alina Sionkowska) / 379
8.1. Średnia masa cząsteczkowa i metody jej oznaczenia / 379
8.2. Właściwości polimerów w roztworze – wybrane parametry molekularne /383
8.3. Polielektrolity / 386
8.4. Parametr rozpuszczalności / 392
8.5. Właściwości powierzchniowe i użytkowe polimerów / 397
8.6. Charakterystyka polimerów naturalnych i syntetycznych stosowanych w preparatach kosmetycznych / 403
8.6.1. Polimery naturalne / 403
8.6.1.1. Celuloza / 403
8.6.1.2. Pochodne celulozy / 406
8.6.1.3. Chityna / 409
8.6.1.4. Chitozan / 412
8.6.1.5. Pochodne chitozanu / 416
8.6.1.6. Dibutyrylochityna / 419
8.6.1.7. Kwas hialuronowy / 421
8.6.1.8. Polipeptydy i białka / 423
8.6.1.9. Kolagen / 430
8.6.1.10. Pochodne kolagenu – żelatyna i skóra wyprawiona / 434
8.6.1.11. Elastyna / 438
8.6.1.12. Keratyna / 440
8.6.1.13. Fibroina jedwabiu / 442
8.6.1.14. Kwasy nukleinowe / 444
8.6.2. Polimery syntetyczne / 446
8.6.2.1. Poli(alkohol winylowy) / 446
8.6.2.2. Poli(N-winylopirolidon) / 449
8.6.2.3. Poli(tlenek etylenu), poli(glikol etylenowy) / 451
8.6.2.4. Poliakrylany i polimetakrylany / 452
8.6.2.5. Polisiloksany (silikony) / 454
8.7. Polimerowe opakowania dla przemysłu kosmetycznego / 456
8.8. Literatura / 461

9. Kosmetyki kolorowe (Sylwia Grabska, Beata Kaczmarek) / 465
9.1. Substancje barwiące / 469
9.1.1. Barwniki / 470
9.1.2. Pigmenty / 470
9.1.3. Laki / 472
9.1.4. Wypełniacze (pigmenty funkcjonalne) / 473
9.2. Preparaty do makijażu twarzy / 473
9.2.1. Składniki preparatów do makijażu twarzy / 474
9.2.2. Podkłady (bazy) pod makijaż / 478
9.2.3. Pudry / 482
9.2.4. Korektory / 484
9.2.5. Róże / 485
9.3. Kosmetyki do oczu / 486
9.3.1. Tusze do rzęs (maskary) / 487
9.3.2. Konturówki do oczu / 490
9.3.3. Cienie do powiek / 491
9.4. Kosmetyki do makijażu ust / 493
9.4.1. Szminki/pomadki / 495
9.4.2. Błyszczyki / 496
9.4.3. Konturówki / 496
9.5. Demakijaż / 496
9.6. Lakiery do paznokci / 497
9.6.1. Rozpuszczalniki / 497
9.6.2. Substancje filmotwórcze / 499
9.6.3. Plastyfikatory / 501
9.6.4. Pigmenty oraz barwniki / 501
9.6.5. Substancje dodatkowe / 501
9.7. Utrwalacze do makijażu / 502

Alina Sionkowska