Тезисы
апрель 2017

Іонометричне визначення амфотерних пар в косметичній продукції


Дорошенко Р. Є. , Мироняк М. О.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Амфотерні ПАР – сполуки, що мають кілька функціональних груп і в залежності від рН середовища можуть бути катіон- або аніонактивними. Амфотерні ПАР в косметичний продукції є піноутворювачами, мають диспергуючу та солюбілізуючу дію, виступають в ролі синергістів інших ПАР. Найчастіше серед інших амфотерних ПАР використовують похідні бетаїну, зокрема лаурамідопропілбетаїн (кокамідопропілбетаїн) – КПБ.

За хімічною будовою КПБ являє собою амід жирної кислоти з довгим вуглеводневим ланцюгом та полярною групою. Ця сполука є цвітер-іоном, її поверхнево-активні властивості зумовлені наявністю четвертинного катіону амонію та карбоксилату.

Кокамідопропілбетаїн в косметичній промисловості має широкий спектр технологічних властивостей – піноутворення, підсилення та стабілізація піни, емульгування, загущення, антистатичний ефект. Зважаючи на це, КПБ можна знайти у складі багатьох косметичних засобів – шампуней, рідких мил, зубних паст, кондиціонерів та бальзамів для волосся, гелів для вмивання, піномиючих засобів для дітей, тощо. Варто зазначити, що лаурамідопропілбетаїн проявляє і синергічні властивості з іншими поверхнево-активними речовинами (ПАР), внаслідок чого він все частіше використовується в миючих засобах.

Зростаюче використання КПБ в новітніх косметичних засобах пов’язане із тим, що він має властивості аніоноактивної речовини, тобто добре очищує, але при цьому не виявляє негативного впливу на шкіру людини і організм в цілому, як інші відомі аніонні ПАР. Проте дана сполука, як і інші синтетичні речовини, може викликати алергічні реакції, тому, не зважаючи на його м’яку дію, важливою аналітичною проблемою є контроль кількісного вмісту даної ПАР в косметичній продукції.

Для контролю кількісного вмісту лаурамідопропілбетаїну в промисловій продукції нами запропоновано використовувати пряму потенціометрію із використанням іон-селективних електродів, що є оборотними до речовини, яка визначається.

В якості протиіону за результатами серії дослідів із аніонами різних гетерополікислот було обрано аніон 12-молібдофосфатної гетеро-полікислоти (МФК). Спектрофотометричним методом було досліджено реакцію взаємодії КПБ та МФК в залежності від рН, що дозволило обрати оптимальні умови проведення аналізу та підтвердити іоннно-асоціативний характер взаємодії. Також спектрофотометрично методом насичення було встановлено склад утвореного іонного асоціату. 

Оскільки іонний асоціат, що утворюється, при великих концентраціях є малорозчинною речовиною, можливим стає використання його в якості електродноактивної речовини (ЕАР) для іон-селективниих електродів, оборотних до кокамідопропілбетаїну. Як розчинники для пластифікованих мембран плівкових електродів було використано похідні фталевої кислоти – діоктил- та дибутилфталат. Синтез пластифікованих полівінілхлоридних мембран на основі різних мембранних розчинників-пластифікаторів для іон-селективних електродів (ІСЕ) проводили за стандартною методикою.

Також було досліджено вплив різних чинників на характеристики розроблених іон-селективних електродів: величина рН розчину, що досліджується, природа розчинника-пластифікатора мембрани, природа електродноактивної речовини, кількісний вміст ЕАР у мембрані.

Отримані експериментальні дані дозволили обрати оптимальні умови роботи ІСЕ та розробити потенціометричну методику визначення лаурамідопропілбетаїну в промисловій продукції.

Апробація розробленої методики проводилась на зразку зубної пасти марки «Colgate Optic White». кокамідопропілбетаїн в даному косметичному засобі виконує функцію додаткової поверхнево-активної речовини для кращого очищення поверхні зубів від залишків їжі та зубного нальоту, стабілізації піни та зменшення кількісного вмісту лаурилсульфату натрію. Окрім КПБ даний косметичний засіб містить в якості абразиву діоксид кремнію, розчинники сорбітол, гліцерин, ПЕГ, піноутворювач лаурил сульфат натрію, гелеутворювачі натрій карбоксиметилцеллюлозу та ксантанову камедь, фторид натрію і фосфати натрію та калію для зміцнення зубної емалі, гідроксид натрію для стабілізації рН, підсолоджувач сахарин натрію та віддушку для надання пасті гарних споживчих характеристик.

Для отримання досліджуваного розчину, невелику кількість косметичного засобу розчиняли у воді та фільтрували для відокремлення абразивних речовин, що можуть заважати визначенню. Попередній аналіз властивостей компонентів зубної пасти та отримані експериментальні дані свідчать, що жоден з наведених компонентів не буде заважати визначенню кокамідопропілбетаїну за розробленою методикою, оскільки не буде вступати в хімічну реакцію з МФК та КПБ. Перевірку правильності прямого потенціометричного визначення проводили на різних аліквотних об’ємах косметичного засобу.

Запропонована потенціометрична методика кількісного визначення лаурамідопропілбетаїну в косметичних засобах з використанням розроблених іон-селективних електродів характеризується чутливістю та відтворюваністю рузільтатів. Окрім того, вона є експресною, оскільки потребує нетривалого часу для проведення аналізу та не включає складних додаткових етапів пробопідготовки, а також не потребує наявності складного коштовного обладнання, отже може бути використана в лабораторіях різного рівня.