Sürfaktanlar; diğer bir ifadeyle yüzey aktif maddeler, yüzey gerginliğini azaltan maddelerdir. Sürfaktanın yapısı hakkında temel bilgileri ufak bir araştırma ile bulabileceğiniz bir çok site mevcut ama burada biz daha çok kozmetik kimya bilimcileri için önemli olan bilgiler üzerine odaklanacağız.
Sürfaktanlar için bilinen en önemli bilgi yüzey molekülünün hem hidrofilik suyu seven (waterloving) ve hemde lipofilik yağı seven (oilloving) kısımlara sahip olmasıdır. Bu moleküler bileşim, sürfaktanın yağ ve su çözeltileri içine yerleştirildiklerinde yüzey gerilimini azaltma yeteneğine sahip olduğu anlamına gelmektedir. Aslında ‘sürfaktan’ kelimesi; yüzey aktif maddenin ingilizce karşılığı olan surface active agent sözcüklerinin harflerinden oluşan bir kısaltma olan surfactant kelimesinin Türkçesidir.
Sürfaktanlar, kozmetik bilimi ve neredeyse bütün fomülasyonların yapı taşıdır. Büyük bir formülasyon üreticisi olmak istiyorsanız sürfaktanların yapısını bilmek zorundasınız.
Yüzey aktif maddelerin, yüzey gerilimini azalttığını biliyor olsanız da bunun pratik bir uygulama açısından ne anlama geldiğini merak ediyor olabilirsiniz. Buna daha sonra değineceğiz.
Kozmetik sürfaktanları nasıl çalışır?
Yüzey aktif maddeler çözelti içine konulduğunda; moleküller, çözeltinin bileşimi, sürfaktanın konsantrasyonu ve sıcaklığa bağlı olarak belirli bir şekilde sıraya girme eğiliminde bulunurlar.
Son derece düşük konsantrasyonlarda yüzey aktif madde içeren bir su çözeltisi içinde, moleküller belirli bir yapı oluşturmadan rastgele etrafta sıçrama yaparlar. Ama kritik misel konsantrasyonunda (CMC), bu moleküller misel olarak adlandırılan küresel yapıları oluştururlar. Kürelerin dış katmanında yüzey aktif moleküllerin hidrofilik kısımları ve iç katmanında lipofilik kısımları vardır. Krema dolgulu çörek gibi.
Yüzey aktif maddelerin konsantrasyonunu artırmak ve daha karmaşık yapılar; hekzagonal yapılar, lamelli düzlemler ve sıvı kristaller gibi sonuçlar verir. Bu sadece bir giriş, misel yapıları hakkında bilgiyi burada bulabilirsiniz.
Kozmetik sürfaktanlarının kullanım alanları
Miseller hakkında bilgi edindiğimize göre yüzey aktif maddelerin kozmetik sektöründe ki uygulamalarını öğrenmek için hazırsınız. Yüzey aktif maddeler başlıca aşağıdaki uygulamalar için kullanılmaktadır.
- Temizleyici
- Köpük yapma
- Emülgatör
- Çözünme
- İyileştirme
- Diğer etkiler
Temizleyici sürfaktanlar
Miseller su içerisinde yağların askıya alınmasında yardımcı olur. Yağlı malzeme, küçük bir miktarda yüzey aktif madde içeren sulu bir çözelti içine konulduğu zaman, miselin merkez kısmına doğru göç edecektir. Yani saç veya deri gibi bir yüzeye bir sürfaktan çözeltisi koyduğunuz zaman; o yüzeyde bulunan yağlar yüzeyden ayrılarak misele doğru hareket eder. Bu sürfaktan çözeltisi de su ile durulandığı zaman, yüzey temizlenmiş olur.
Köpük yapma
Köpük sürfaktan çözeltilerinin bir başka karakteristik özelliğidir. Bu yüzden ürününüz de köpük istiyorsanız sürfaktan kullanmanız gerekmektedir. Aslında köpük sıvının içinde ki havayı hapseder ve sürfaktan molekülleri de köpüğün stabil kalmasına yardım eder. Şu da unutulmamalıdır ki köpüğün, ürünün temizleme yönü ile alakası yoktur. Ama tüketiciler aldıkları ürünlerin köpürmesini istemektedirler. Dolayısıyla formülünüze ürünün köpüren sürfaktan eklemelisiniz.
Emülgatör
Kozmetik ürünleri yağları temizlemesine rağmen, çoğu kozmetik ürünü tasarlanırken saçlar ve cilt için yağlı maddeler eklenir. Bu içerikler genellikle doğrudan uygulanamaz çünkü konsantre formlarında istenmeyen esnek karakter özelliği gösterirler. Bu sebepten, kozmetik kimyacıları sürfaktanları kullanarak emülsiyon oluştururlar.
Emülsiyonların detaylı açıklaması şuan konumuzun dışında kalıyor basitçe şunu söyleyebiliriz; emülsiyonlar yağ ve suyun yarı kararlı karışımlarıdır. Bir sürfaktan ya da bir emülgatör, karışımı karıştırmak ve stabil hale getirmeye yardımcı olmak için kullanılır.
Basit haliyle bir emülsiyon formülü, bir su fazı ve bir yağ fazının sürfaktan ile birlikte karıştırılmasıyla elde edilir. Sürfaktanlar tarafından oluşturulan miseller yağ moleküllerini yakalar ve karışım boyunca merkezinde hapseder. Krem ve losyon gibi ürünler en bilinen emülsiyonlardır. Kozmetik ürünü deri veya saça uygulandığı zaman, sürfaktan miselleri açılır ve yağlı materyalleri serbest bırakır.
Çözünme
Çoğu emülsiyonlarda problem ürünlerin genellikle mat oluşmasıdır. Kozmetik kimya bilimcileri temiz, homojen görüntülü bir ürün isterler ancak aynı zamanda yağ ve su moleküllerini de karıştırmaları gerekmektedir.
Neyse ki, çok küçük parçacık oluşturma yeteneğine sahip yüzey aktif maddeler(sürfaktanlar) kullanılarak bu problem ortadan kaldırılmaktadır.Bu işlem için kullanılan sürfaktanlar koku veya doğal maddeler gibi yağlı malzemeleri, homojen çözeltiye karıştırmak için kullanılır. Bu sürfaktanlara örnek olarak Polisorbat 20 gösterilebilir.
İyileştirme
Sürfaktanlar yapılarında “yağlı” kısımlar barındırdığından dolayı, cilt ve saç yüzeylerinin görünüşünü ve hissini iyileştirebilecek özelliklere sahiptir. Sürfaktanların bu şekilde çalışabilmeleri için, kullanıldıkları yüzeyde kalmaları ve tahriş edici olmamaları gerekmektedir. Bu da leave-on* kozmetik ürünü ile veya elektrostatik yük ile yüzeylere bağlanabilen sürfaktanlar kullanarak sağlanabilir. (bu konudan bir sonraki sürfaktan yazımız da bahsedeceğiz)
*leave-on kozmetik ürünü; cilt, saç veya mukoza ile uzun süre temas halinde kalmak için tasarlanmış kozmetik ürünüdür.
Özel etkiler
Bahsedilen özelliklerine ek olarak, yüzey aktif maddeler formülasyon için yararlı olan bir dizi diğer özel etkileri de vardır.
Örneğin; bazı sürfaktanlar anti-mikrobiyal etkiye sahiptir bu yüzden koruyucu olarak kullanılabilirler. Bazı sürfaktanlar, kozmetik ürününün estetik cazibesini artırmak için zarif, inci gibi bir etki yaratması adına kullanılırlar. Ayrıca tahriş azaltma, formülün stabilitesini artırmak ve yoğunlaştırıcı olarak da kullanılabilir.
Sürfaktan yazı dizimizin ikinci bölümünde; sürfaktanların çeşitlerini ve kozmetik formülasyonlarına nasıl uygulandığını inceliyeceğiz.
Yorumlarınızı eksik etmeyin..
Kaynak : chemistscorner
