tin tức công ty về Khoa học phổ biến. Sự hiểu biết khoa học về cấu trúc tóc và nguyên tắc nhuộm.

Khoa học phổ biến. Sự hiểu biết khoa học về cấu trúc tóc và nguyên tắc nhuộm.

Sự theo đuổi vẻ đẹp của con người đã thúc đẩy sự phát triển liên tục của công nghệ nhuộm tóc,trải dài hàng ngàn năm từ tóc lót màu nâu vàng của pharaoh Ai Cập cổ đại đến các lựa chọn màu tóc đa dạng hiện đạiKể từ khi thuốc nhuộm tổng hợp đầu tiên, aniline violet, được giới thiệu vào năm 1856,Màu sắc tóc oxy hóa đã trải qua hơn một trăm năm phát triển và hiện đã hình thành một chuỗi công nghiệp hoàn chỉnh bao gồm các nhà cung cấp nguyên liệu thôVới sự phát triển nhanh chóng của thị trường mỹ phẩm trong nước, ngành công nghiệp nhuộm tóc đang dần trưởng thành.và hệ thống quy định đang ngày càng trở nên hoàn hảoCác nguyên liệu thô chất lượng cao, công nghệ trưởng thành và sự công nhận của người tiêu dùng đã trở thành cốt lõi của khả năng cạnh tranh của sản phẩm.

(一)

Cấu trúc sinh học và hóa chất của tóc: Cơ sở tự nhiên của nhuộm tóc

Sự thay đổi màu tóc chủ yếu là kết quả của sự tương tác giữa các chất nhuộm tóc, cấu trúc tóc và thành phần hóa học.là phần đã tách khỏi nang tóc) được chia thành ba lớp từ bên ngoài đến bên trong: biểu bì tóc, vỏ tóc và tủy tóc, và chủ yếu bao gồm alpha keratin.Cấu trúc và đặc điểm thành phần này trực tiếp quyết định tính khả thi và hiệu quả của nhuộm tóc.

01

Cấu trúc ba lớp của tóc: từ hàng rào đến khu vực chức năng cốt lõi

(1)Vỏ tóc: "cửa đầu tiên" của các chất nhuộm tóc

Vỏ da là lớp ngoài nhất của sợi tóc, bao gồm 6-10 lớp keratinocyte phẳng, trong suốt được sắp xếp theo một mô hình chồng chéo "scale cá" (tương tự như gạch mái nhà).Chức năng cốt lõi của nó là bảo vệ vỏ tóc khỏi các kích thích bên ngoài và kiểm soát sự xâm nhập và thoát ra của các chất.

Đối với nhuộm tóc, biểu bì là giao diện chính của các chất nhuộm tóc: chất hoạt tính bề mặt hoặc thành phần kiềm (chẳng hạn như amoniac) trong các sản phẩm nhuộm tóc trước tiên sẽ làm ướt biểu bì,làm cho các lỗ hổng tế bào "thủy cá" mở rộng, mở ra các kênh cho các phân tử nhuộm tiếp theo để xâm nhập vào vỏ não. Nếu biểu bì tóc bị tổn thương (chẳng hạn như thường xuyên nhuộm và nhuộm làm cho vảy rụng),nó có thể làm cho thuốc nhuộm thâm nhập quá nhanh, có thể dẫn đến tóc khô và màu không đồng đều; Ngược lại,một vỏ da tóc khỏe mạnh đòi hỏi phải tối ưu hóa sự nhẹ nhàng của "rào cản mở" trong thiết kế công thức để tránh thiệt hại quá mức cho cấu trúc tóc.

(2)Vỏ não: 'khu vực cốt lõi' của sự thay đổi màu sắc

Vỏ tóc chiếm 80% -90% khối lượng của sợi tóc và bao gồm các bó sợi keratin sắp xếp song song.Các dải sợi được lấp đầy bằng protein keratin vô hình và các hạt sắc tố tự nhiênLớp này là khu vực cốt lõi nơi các chất nhuộm tóc có tác dụng.

Các tác nhân oxy hóa (chẳng hạn như hydrogen peroxide) trong thuốc nhuộm tóc vĩnh viễn sẽ đầu tiên phản ứng với melanin trong vỏ tóc, phá hủy cấu trúc sắc tố ban đầu (tức là "bỏ màu");

Sau đó, các phân tử thuốc nhuộm tổng hợp (như phenylenediamine) xâm nhập vào vỏ tóc và liên kết hợp với các nhóm amino và thiol trong keratin,tạo ra các sắc tố mới ổn định và đạt được "sự sơn lâu dài"Hiệu quả của quá trình này phụ thuộc vào kích thước của các phân tử thuốc nhuộm và khả năng phản ứng của chúng với keratin.

(3)Tủy: 'Vùng thâm nhập phụ trợ' của màu sắc

Tủy tóc nằm ở trung tâm của trục tóc và được tạo thành từ các tế bào keratinocyte sắp xếp lỏng lẻo.Nó chỉ tồn tại ở tóc thô với đường kính lớn hơn 60 μ m (lông mỏng có thể không có tủy)Cấu trúc của nó là lỏng lẻo và các khoảng trống lớn, cho phép thuốc nhuộm tóc tiếp tục lan rộng đến khu vực này, tăng sự đồng nhất và độ bền của màu sắc.nó không phải là khu vực chính để nhuộm tócChỉ cần xem xét tính tương thích của công thức cho tóc thô và tóc mịn

02

Alpha keratin:

"Cơ thể hóa học" của tóc và "mục tiêu" của phản ứng nhuộm

Thành phần chính của tóc là alpha keratin, và cấu trúc phân tử và tính chất hóa học của nó trực tiếp quyết định cơ chế hoạt động của các chất nhuộm tóc.

Đặc điểm cấu trúc: Alpha keratin tạo thành một chuỗi polypeptide trong một cấu trúc "loại xoắn ốc phải", và nhiều chuỗi polypeptide được kết nối bằng liên kết disulfide (được cung cấp bởi cysteine,chiếm tỷ lệ cysteine cao trong chuỗi peptide), liên kết hydro, vv để tạo thành các bó sợi ổn định. Cấu trúc này mang lại cho tóc sức mạnh cơ học tốt và khả năng chống lại dung môi và axit và cơ sở yếu.

Đặc điểm phản ứng: Alpha keratin nhạy cảm với các chất oxy hóa, chất làm giảm và các cơ sở mạnh.và có thể được giảm và phá vỡ dưới tác dụng của các tác nhân giảmTrong khi đó, các nhóm amino (- NH 2) và carboxyl (- COOH) trong chuỗi peptide có thể liên kết hoặc hấp thụ điện tĩnh với các phân tử thuốc nhuộm.

Chính là đặc điểm này làm cho việc nhuộm tóc có thể. mở khoảng cách phân tử,và tạo điều kiện cho sự xâm nhập của thuốc nhuộm; Và các phân tử thuốc nhuộm đạt được "màu ổn định" bằng cách liên kết với các nhóm keratin, cũng là cơ sở hóa học cốt lõi cho các loại thuốc nhuộm tóc vĩnh viễn để duy trì màu sắc trong một thời gian dài.

(二)

Nguyên tắc khoa học của việc nhuộm tóc:

Từ hành động vật chất đến quá trình phân hủy

Dựa trên cấu trúc và bản chất hóa học của tóc, quá trình nhuộm có thể được chia thành bốn bước chính: nhuộm phản ứng tiếp xúc.Mỗi bước cần phù hợp với đặc điểm tóc và thiết kế công thức sản phẩm, như sau.

01

Bước 1:

Sự tiếp xúc và làm ướt giữa các chất nhuộm tóc và da tóc

Sau khi áp dụng các sản phẩm nhuộm tóc, bước đầu tiên là giảm căng bề mặt của tóc thông qua các chất hoạt tính bề mặt (chẳng hạn như natri dodecyl sulfate), để các chất nhuộm tóc (chất nhuộm, chất oxy hóa,các thành phần kiềm, v.v.) được ướt đồng đều và hấp thụ trên bề mặt của da tóc.nó có thể dẫn đến không đủ ướt địa phương và gây ra sự bất đồng màu sắc sau đó

02

Bước hai:

Việc "mở ra và nhuộm màu" của rào cản da tóc

Các thành phần kiềm trong các sản phẩm nhuộm tóc, chẳng hạn như amoniac và ethanolamine, có thể làm tăng giá trị pH của bề mặt tóc,làm cho các tế bào "lớp cá" trong da tóc sưng và các không gian giữa tế bào mở rộngĐồng thời, chất oxy hóa (như hydrogen peroxide) sẽ oxy hóa nhẹ protein keratin trong biểu bì, làm gián đoạn thêm cấu trúc rào cản.Cả hai hoạt động cùng nhau để mở một "khu vực" cho các phân tử sơn.

Sau đó, các phân tử thuốc nhuộm (như thuốc nhuộm tiền thân phân tử nhỏ) xâm nhập vào vỏ tóc thông qua "sự phân tán sự khác biệt nồng độ".và hiệu quả khuếch tán càng mạnhTuy nhiên, thuốc nhuộm macromolecular (như flavonoid trong thuốc nhuộm thực vật tự nhiên) rất khó thâm nhập, đây cũng là lý do cốt lõi cho sự bền màu kém của thuốc nhuộm tóc tự nhiên.

Bước 3:

Sự đổi màu và phản ứng của lông vỏ não

Sau khi xâm nhập vào vỏ tóc, các chất oxy hóa (như hydrogen peroxide) đầu tiên phản ứng với melanin tự nhiên: cấu trúc indole trong melanin bị oxy hóa và bị phá vỡ, và màu gốc biến mất (tức là"bỏ màu")Đồng thời, chất oxy hóa sẽ phá vỡ các liên kết disulfide của keratin.mở rộng các khoảng trống trong vỏ tóc và tiếp tục thúc đẩy sự phân tán của các phân tử thuốc nhuộm.

Sau đó, các phân tử thuốc nhuộm phản ứng với keratin: nếu đó là một loại thuốc nhuộm tóc vĩnh viễn,Màu sắc tiền thân phân tử nhỏ (như p-phenylenediamine) sẽ trải qua quá trình phân phân oxy hóa do tác dụng của chất oxy hóa, tạo thành các sắc tố macromolecular liên kết hợp chất với các nhóm amin của keratin (với lực liên kết mạnh và không dễ dàng tách); Nếu nó là một loại thuốc nhuộm tóc bán vĩnh viễn,Các phân tử thuốc nhuộm (như thuốc nhuộm axit) dính qua hấp thụ điện tĩnh (đóng vào nhóm carboxyl của keratin), với lực ràng buộc yếu và dễ dàng tách ra do rửa.

Bước 4:

Sự phân tán và độ ổn định màu sắc của thuốc nhuộm hướng tới tủy dài

Các phân tử thuốc nhuộm không phản ứng sẽ tiếp tục phân tán vào tủy, đạt được sự đồng nhất màu sắc thông qua việc lấp đầy vật lý; Đồng thời, với việc rửa các sản phẩm nhuộm tóc và làm khô tóc,các tế bào "lớp vảy cá" trên lớp vỏ tóc dần dần đóng lại, và chức năng rào cản được phục hồi, khóa các phân tử thuốc nhuộm trong vỏ tóc và tủy.

Việc giữ màu tóc mới có liên quan chặt chẽ đến sự tương tác giữa tủy tóc và biểu bì.và các phân tử thuốc nhuộm được "đóng" trong vỏ tóc và tủyTại thời điểm này, quá trình nhuộm tóc được hoàn thành, và tóc xuất hiện một màu sắc mới không dễ dàng bị rụng trong quá trình làm sạch hàng ngày (loại vĩnh viễn) hoặc giảm dần (loại bán vĩnh viễn).

Cốt lõi của công nghệ nhuộm tóc là sự kết hợp khoa học của "cấu trúc tóc và tính chất hóa học" với "cơ chế hoạt động của các chất nhuộm tóc".chỉ bằng cách hiểu sâu sắc về chức năng rào cản của lớp vỏ tóc, vai trò cốt lõi của vỏ tóc, và các đặc điểm phản ứng của alpha keratin, họ có thể tìm thấy một sự cân bằng giữa "hiệu quả, nhẹ nhàng,và độ bền" và phát triển các sản phẩm chất lượng cao đáp ứng nhu cầu thị trườngTừ thế kỷ 19 đến thế kỷ 21 ngày nay, mọi bước đột phá trong nghiên cứu và công nghệ nhuộm màu đều xuất phát từ sự hiểu biết sâu sắc hơn về khoa học tóc,cũng là hướng cốt lõi của đổi mới công nghiệp trong tương lai.