Гели и их использование в косметологии

      Набухание студня часто  приводит    к  образованию золя. Так, гуммиарабик  в воде,  
 

      каучук  в бензоле сначала набухают, а затем переходят в коллоидный раствор. Нередко процесс ограничивается одним набуханием и золь не образуется (например, набухание целлюлозы в воде, вулканизированного каучука в органических жидкостях).

      Студни  первого рода называются неограниченно набухающими, студни второго рода — ограниченно набухающими студнями. Желатин и агар-агар в холодной воде представляют собой ограниченно набухающие студни, а при повышении температуры становятся неограниченно набухающими.

      Объем жидкости, поглощенной гелем при  набухании, часто значительно превосходит  массу сухого вещества студня, вследствие чего происходит увеличение его массы и объема. Увеличение объема студня служит причиной давления набухания, т. е. давления, которое оказывает набухающее вещество при увеличении своего объема на встречаемые им препятствия.

      При набухании наряду с увеличением объема студня происходит сжатие всей системы, т. е. общий объем всей набухшей системы меньше суммы исходных объемов сухого студня и жидкости. Это явление носит название контракции. Набухание сопровождается выделением теплоты, которая называется тепловым эффектом набухания.

      Набухание зависит от температуры, давления и  природы растворенных веществ. При набухании желатина, агар-агара и других гидрофильных гелей большое значение имеет присутствие в воде электролитов.

      

      Действие  кислот и щелочей на набухание определяют преимущественно величиной рН раствора. В изоэлектрической точке студни обнаруживают минимум набухания; при повышении концентрации водородных или гидроксидионов набухание сначала увеличивается, достигает определенного максимума, а затем при очень больших концентрациях ионов Н⁺ и ОН~ снова начинает падать. Минимум набухания желатина проявляется при значении рН, приблизительно равном 4,7, а максимум набухания при значении рН, приблизительно равном 3,2. На набухание оказывают влияние также и нейтральные соли. 
 
 
 
 
 

      

      

4. Факторы студне - и гелеобразования

      Гелеобразование в коллоидных системах и студнеобразование  в растворах органических полимеров  зависят от ряда факторов, из которых  наиболее существенны размеры и  форма частиц или макромолекул, соотношение дисперсной фазы и дисперсионной среды (концентрация), температура, время и присутствие электролитов.

      Гелеобразование напоминает процесс коагуляции коллоидных систем. Все факторы, обусловливающие коагуляцию, в той или иной степени влияют и на процесс образования гелей.

      Однако: между коагуляцией и студне- и  гелеобразованием имеется и существенная разница. Коагулируя, коллоидные частицы  соединяются в компактные агрегаты, а коллоидный раствор разделяется  на две фазы: жидкую—дисперсионную среду и более или менее твердую — коагель. При студне- и гелеобразовании подобного разделения нет, растворитель полностью остается в системе, концентрация дисперсной фазы во всех частях геля и студня остается неизменной.

      Форма частиц дисперсной фазы коллоидных систем,   размеры   и   разветвленность   молекул полимеров существенно влияют на студне- и гелеобразование. Экспериментально установлено, что гели образуются в золях, частицы которых обладают резко выраженной анизодпаметричной формой, т. е. палочкообразны, игольчаты или листочкоподобны. Чем ярче выражена анизодиаметричность, тем при меньшей концентрации золя легче образуется гель. Особенно легко, даже при малых концентрациях, образуют   студни   высокомолекулярные   соединения, у которых длина макромолекул достигает нескольких тысяч А ,и в тысячи раз превышает поперечные размеры.

      Гелеобразование можно представить следующим  образом. Удлиненные частицы дисперсной фазы в процессе кинетического движения сталкиваются и сцепляются друг с другом определенными участками. Такими участками обычно бывают концы удлиненных частиц или углы листочков, т. к. в этих местах толщина сольватной оболочки наименьшая и ниже значение С-потеициала.

      Дисперсионная среда захватывается сеткой, как  губкой, т. е. полностью иммобилизуется, благодаря чему система теряет текучесть и переходит в твердообразное состояние. Следовательно, застудневание обусловливается не слиянием сольватных слоев, находящихся на частицах дисперсной фазы, а образованием сетчатых структур за счет взаимодействия активных участков частиц дисперсной фазы.

      Зависимость застудневания от наличия на частицах не сольватированных или слабосольватированных участков подтверждается тем, что с введением в коллоидную  

      

      

      систему веществ, повышающих гидратацию (сольватацию), гелеобразование затрудняется. С понижением сольватации частиц гелеобразование, наоборот, облегчается. Таким образом, для образования геля необходимо, чтобы на частицах дисперсной фазы одновременно были и сольватированные и несольвати-рованные участки.

      Структурообразование  в растворах высокомолекулярных соединений происходит потому, что  макромолекулы сцепляются активными группами, а их основные линейные цепи и боковые ответвления могут переплетаться («свойлачиваться»), создавая сетчатую структуру.

      Концентрация оказывает существенное влияние на студне- и гелеобразование. При прочих равных условиях более концентрированные коллоиды и растворы высокомолекулярных соединений легче переходят в гели и студни, чем разбавленные. Так, например, 2°/о-ные   и более концентрированные растворы желатина легко превращаются при комнатной температуре в студни. Растворы 0,5—1°/о-ные дают слабые, трудно сохраняющие форму студни, а еще более разбавленные не желатинируются совершенно.

      Большая зависимость студне- и гелеобразования от концентрации объясняется тем, что в более концентрированных системах уменьшается расстояние между частицами и макромолекулами, благодаря чему увеличивается число столкновений частиц и облегчается образование структур за счет их сцепления активными центрами.

      В различных коллоидных системах и  растворах полимеров минимальная  концентрация геле- и студнеобразования  зависит от природы дисперсной фазы. Так, глютин застудневает при 5%-ной концентрации, золь кремневой кислоты — при 3— 6%-ном содержании Si0₂, агар принимает студнеобразное строение при 0,1— 0,2%-ной концентрации, а германиевокислый кальций дает гель при содержании воды 99,935%. Понятно, что эти концентрации для различных систем могут меняться в зависимости от способа приготовления золя или раствора полимера, его чистоты и ряда других условий, но основной принцип зависимости желатинирования и гелеобразования от концентрации остается неизменным.

      Температура также сильно влияет на процесс студне- и гелеобразования. С повышением температуры застудневание растворов полимеров обычно затрудняется. Растворы, не застудневающие при комнатной температуре, при понижении температуры могут превратиться в твердые студни. Например, глютин при комнатной температуре застудневает в 5%-ном растворе, а при 0°С застудневает с уменьшением концентрации в двадцать раз. С другой стороны, нагревание весьма твердых студней, например, студня 10%-ного желатина, переводит их в легкотекучую жидкость.

      Влияние температуры на процесс студне- и  гелеобразования объясняется тем, что

      нагревание  усиливает тепловое движение макромолекул или коллоидных частиц и ослабляет  связи между ними.

      

      Образование сетчатых структур из частиц дисперсной фазы идет тем легче, чем меньше скорость их движения, т. е. чем ниже температура.

      Для каждой коллоидной системы и раствора полимера существует определенная температура, выше которой геле-и студнеобразование  невозможно. В большинстве коллоидов  чем выше концентрация, тем при  более высокой температуре начнется гелеобразование.

      В производстве промышленных и особенно продовольственных товаров приходится широко пользоваться температурной зависимостью   застудневания   и гелеобразования различных коллоидных   систем   и   растворов   высокомолекулярных соединений.

      Влияние времени. Даже в достаточно концентрированных системах студне- и гелеобразование протекает не мгновенно, а в течение определенного времени, необходимого для перегруппировки частиц дисперсной фазы в коллоидах и макромолекул в растворах и образования в системах рыхлых сетчатых структур.

      Зависимость застудневания от времени можно  хорошо проследить на растворах кремневой  кислоты, которые постепенно делаются все более и более вязкими, трудно текучими и, наконец, превращаются в твердообразные гели. Можно приготовить такие золи кремневой кислоты, которые превращаются   в гели только   за много недель   и даже месяцев.

      Структурообразование  в некоторых системах продолжается и после того, как образовался гель или студень. Это положение подтверждается постепенным повышением прочности и эластичности полученного Геля или студня.

      Электролиты неодинаково влияют на студне- и гелеобразование. Одни электролиты (точнее их ионы) ускоряют застудневание, другие, наоборот, замедляют, а в некоторых случаях совершенно устраняют возможность перехода золя в гель.

        Гелеобразующее действие некоторых  анионов связывают с их способностью  дегидратировать частицы дисперсной  фазы, что облегчает соединение их между собой и создание рыхлых сетчатых структур. 
 
 
 
 
 
 

      

      

5.Гели в косметологии.

      Применение в косметике жесткого геля . 
Настоящее изобретение относится к применению в косметике твердых гелей, содержащих по меньшей мере 20 мас.% одного или нескольких гелеобразующих водорастворимых или гидрофильных агентов, которые могут быть получены из указанного гелеобразующего водорастворимого или гидрофильного агента в присутствии воды посредством смешивания, перемешивания, сжатия и экструзии в экструдере с двумя шнеками. Эти гели представляют собой новые галеновые формы, предназначенные для применения в косметике или в дерматологии. Гели изготовляют в виде палочек, карандашей или брусков. Они могут быть водосодержащими с матрицей, образованной содержащей воду гелеобразной решеткой, могут находиться в безводной форме с матрицей, образованной дегидратированной гелеобразной решеткой, могут представлять собой многочисленные продукты в твердой форме, которые накладывают для макияжа, для ухода и/или обработки кожи, кожи головы, волос или слизистых оболочек, или для гигиены тела, кожи.Они стабильные, однородные и не прилипают при прикосновении к ним.  

●    Гель для волос - представляет собой прозрачное желе и содержится либо в баночках, либо в тюбиках. Гель для укладки относится к сильным моделирующим средствам. Он прекрасно закрепляет прическу и сохраняет ее форму в течение длительного времени. Волосы с нанесенным на них небольшим количеством геля становятся более упругими и легче укладываются. С помощью геля можно смоделировать как пышную, так и гладкую прическу, а также поставить вертикально короткие волосы. Выпускаемые сегодня гели в основной своей массе не содержат алкоголя, не раздражают и не закупоривают кожу головы, оставляют свободными волосяные фолликулы и сальные железы, благодаря чему волосы сохраняются в хорошем состоянии. Не причиняют вреда волосам и гели-спреи. По мнению большинства парикмахеров, они более удобны, так как не склеивают волосы. Прическа, смоделированная с их применением, выглядит живой и динамичной гель-спрей сочетает в себе возможности мусса и лака. Существует также гель для укладки с эффектом мокрых волос, который придает прическе глянцевый блеск.

    

      Все гели различаются по степени фиксации. Гели сильной фиксации — «wet-look»  — обычно наносятся на вьющиеся волосы, создавая эффект мокрых волос. Гели отличаются друг от друга не только по качеству, но и по цветам. Чем насыщеннее цвет геля, чем он темнее, тем большей фиксацией он обладает. Хотя некоторые фирмы-производители косметики от этого правила отступают. Российские, английские, французские, немецкие гели чаще всего выпускаются прозрачными, а степень фиксации можно узнать только из аннотации. Наилучшим качеством обладают гели, имеющие в своем составе провитамины или витамины В5, A, D, Е, положительно воздействующие на волосы и кожу головы. Лечебные гели благодаря специальной формуле положительно воздействуют на волосы и питают кожу головы. Корни волос могут быть повреждены частым окрашиванием или химической завивкой. Лечебные гели для волос помогут восстановить микрофлору кожи головы, а также избавиться от перхоти. В их состав входят фруктовые воски, которые делают волосы более блестящими и послушными. 
Жидкие гели и лосьоны. 
    Эти средства производятся в разных формах, чаще всего в виде спрея или флакона. Парикмахеры называют их «тониками для придания объема». Данные продукты представляют собой сильно разведенные густые гели и обладают слабой фиксацией. Они придают волосам незначительный объем и блеск, одновременно фиксируя прическу. Для тонких волос больше подходят средства сильной фиксации, для нормальных более слабой. Лосьонами лучше пользоваться женщинам с тонкими волосами. Чтобы волосы стали более объемными, жидкий гель или лосьон нужно нанести на прикорневую зонуЭти косметические средства можно наносить и на сухие волосы, чтобы слегка освежить прическу. Лосьон для укладки волос представляет собой бесцветную жидкость, которая выпускается во флаконах или в виде аэрозолей. Это средство идеально подходит для длинных волосЛосьон не только помогает сохранить форму прически, но еще и делает волосы пушистыми. Если нанести лосьон на тонкие волосы, они станут жесткими и послушными. Единственный недостаток этого средства в том, что волосы после его нанесения быстро пачкаются, поэтому не следует использовать слишком большое количество лосьона.