pH косметических средств: как корректировать и что такое буферные растворы

Понятие рН сейчас не считается чем-то неизвестным. Вы могли много слышать о нем из статей и видео о влиянии кислотности на кожу и волосы, из маркетинговых описаний на этикетках средств. Но при самостоятельном создании косметических средств, необходимо знать не только общие понятия о кислотности, а и то на что она влияет, как и чем корректируется, почему важно ее выдерживать. Именно с этим мы сегодня и разберемся.

Что такое pH и почему он так важен

Простыми словами уровень рН - это водородный показатель (поэтому рН масел и масляных средств измерить нельзя), который показывает концентрацию в воде или водном растворе положительных (Н+) или отрицательных (ОН-) ионов. Если в растворе преобладают положительные ионы Н+, то рН раствора кислый (и чем таких ионов больше, тем рН ниже, т.е. раствор кислее). Если в растворе преобладают отрицательно заряженные ионы ОН- то рН раствора щелочной (соответственно чем их больше, тем рН выше, то есть сильнее щелочь). Шкала рН колеблется от 0 до 14 и имеет следующий вид:

Почему уровень рН так важен при создании косметических средств

Для косметики рН является ключевым параметром, начиная с фазы разработки и заканчивая оценкой воздействия формулы на кожу. Об уровне рН кожи и необходимом значении этого показателя в косметических средствах для каждого типа мы уже говорили в статье ЧТО ТАКОЕ PH И ПОЧЕМУ ОН ВАЖЕН ДЛЯ КОЖИ: А сегодня мы рассмотрим влияние рН со стороны создания стабильных формул и способы его корректировки.

Для начала разберемся на какие параметры влияет рН при разработке косметического средства:

1. Эффективность консерванта. У каждого консерванта есть рабочий уровень рН, которого необходимо строго придерживаться, ведь выходя за эти рамки, консервант частично или полностью теряет свою эффективность и ваше косметическое средство быстро испортится.
2. Стабильность эмульсий. Большинство эмульгаторов, кроме ГЛБ индексов, рабочей концентрации, имеют также диапазон рН при котором достигается их максимальная эмульгирующая способность. И стоит лишь его не соблюдать, как ваша эмульсия получится не той текстуры, или же вообще расслоится.
3. Гелеобразующая способность. Большинство загустителей, таких как различные карбомеры, образуют стабильный прозрачный гель в нейтральной или слегка щелочной среде. Тогда как например гуаровые камеди, наоборот лучше работают в подкисленной среде. И если не придерживаться необходимых промежутков кислотности гелеобразование будет проходить долго или вообще не произойдет.
4. Стабильность цвета. Иногда мы хотим сделать внешний вид продукта привлекательным за счет окраски в определенный цвет. Но сталкиваемся с ситуацией, что цвет бледный, слишком яркий или вообще не такого оттенка как мы тестировали или как заявлял производитель. Или идеально окрашенный продукт через месяц становится совсем бесцветным (чаще всего это случается именно с натуральными красителями). И на все это влияет именно рабочий диапазон рН красителей, который может быть нарушен при изготовлении средства.
5. Деактивация активов. Многие современные активы очень привередливы к множеству условий, в том числе и уровню кислотности. Перешагнув допустимые пределы рН (которые обычно прописаны в технической документации), компонент может частично или полностью потерять свои свойства, а некоторые даже могут перейти в другую химическую форму, которая не только не помогает, а еще и вредит коже.

Как не допустить ошибок при измерении

Учитывая достаточно широкий перечень зависимых параметров от кислотности, нам очень важно не допускать ошибок при измерении этого параметра, поэтому разберем несколько основных правил и частых вопросов.

Первое, что нам нужно знать, рН сильно зависит от температуры. И если большинство современных лабораторных рН-метров имеют термодатчик, который учитывает эту зависимость, то простые приборы, которыми пользуются начинающие, дополнительных датчиков не имеют. Поэтому важно всегда измерять рН при одинаковой температуре, оптимальным диапазоном считается 20-25°С. Также помним, что на конечный показатель кислотности средства влияет каждый компонент, который содержится в нем (ведь он имеет свой собственный рН). И для того, чтобы получить корректный результат, необходимо дождаться пока все процессы смешивания и нейтрализации пройдут до конца. Поэтому стоит не спешить делать замеры, после добавления последнего компонента, а лучше выдержать еще 10-20 мин, до завершения всех процессов. Соблюдение этих простых правил, поможет избежать ситуаций, когда измеренное значение кислотности после приготовления на следующий день существенно меняет свое значение.

Рассмотрим еще одну распространенную ситуацию. Допустим рН нашего средства получился 8.0 единиц. Но ведь мы туда добавили актив, который требует диапазона рН 4-6.5, неужели теперь наш компонент неактивен и все средство придется переделать? Спешим вас успокоить, ничего переделывать не нужно. Для того, чтобы деактивировать или превратить во вредную форму актив, необходим долговременный промежуток времени и порой много дополнительных условий. Поэтому просто корректируем уровень кислотности до необходимого и получаем желаемый эффект.

Корректировка pH

Бывают случаи, когда вам может потребоваться отрегулировать рН. Тогда необходимо использовать специальные компоненты для понижения или повышения кислотности, в зависимости от цели.

Понижение pH

Если рН вашего продукта слишком высокий, то для его снижения используют кислоты. Самыми распространенными регуляторами рН являются лимонная или молочная кислота. И у начинающих часто возникает вопрос, в каких случаях какой кислотой пользоваться? На самом деле никаких правил на этот счет нет. Вы можете использовать ту кислоту, которая есть и которой удобно пользоваться. Но молочная кислота дополнительно работает как хороший актив, поэтому если вы хотите наделить средство дополнительными полезными свойствами, выбирайте ее.

Лимонная кислота продается в виде порошка или кристаллов. Чтобы использовать ее в качестве регулятора рН, приготовьте раствор, растворив лимонную кислоту в воде. Лучше всего использовать 10% раствор (1 г лимонной кислоты и 9 г воды), но если необходимо сильно снизить рН, можно использовать 50% раствор (5 г лимонной кислоты и 5 г воды).

Молочная кислота продается уже раствором, обычно это 80%, но бывает и больше. Ее также можно развести водой в пропорции 1:1 или 1:2, или использовать концентрированный раствор. Если вы готовите небольшие порции косметики, тогда лучше делайте менее концентрированные растворы кислот для корректировки рН.

Повышение pH

Обычно это случается реже, но бывают случаи когда необходимо повысить уровень рН. Для этого чаще всего используют:

• гидроксид натрия (NaOH) или калия (KOH);
• Триэтаноламин (ТЭА);
• Аргинин.

Самыми эффективными и самыми распространенными являются щелочи (NaOH и KOH), которых почему-то все боятся в косметических средствах, мол они агрессивные и вредные. Но бояться не стоит, сейчас объясним почему. В основе корректировки рН лежит простейшая химическая реакция - нейтрализации. Простыми словами, ионы кислоты Н+ связываются с ионами щелочи ОН-, образуя нейтральную молекулу воды H2O. Поэтому после нейтрализации у вас в средстве уже не остается агрессивной щелочи в том виде, в котором вы ее добавили, тем более учитывая те невысокие концентрации.

Вторым по популярности регулятором рН является аргинин. Ведь эта аминокислота прежде всего является превосходным активом, который помимо изменения кислотности, обладает также ухаживающими свойствами. Отметим, что аргинин целесообразно использовать, когда необходимо повысить рН на небольшой диапазон, до 1 единицы. Если же вы делаете, например, пилинг или тонер с большим количеством кислот, то для регулирования кислотности лучше выбрать раствор щелочи. Потому что аргинин имеет гораздо более слабые свойства нейтрализации и чтобы поднять рН на 1 единицу, его придется использовать гораздо больше, чем NaOH.

Буферные растворы в косметике

Отдельно можно вынести косметические компоненты, которые требуют четкого уровня кислотности и быстро разрушаются, если ее не выдержать. Таких компонентов немного и большинство из них составляют различные формы витамина С. Для того, чтобы стабилизировать такие активы, используют буферные растворы.

Буферными системами называют растворы, которые сохраняют постоянный уровень кислотности при добавлении некоторого количества кислоты или щелочи, при разбавлении или концентрировании раствора. Буферные системы существуют двух типов - это смесь слабой кислоты и связанной с ней соли или слабого основания и соединенной с ней соли. Каждый буферный раствор имеет свой стабильный уровень рН и поддерживает его в системе, с которой был смешан буфер. Рассмотрим некоторые примеры буферных систем:

• ацетатный буфер (уксусная кислота + ацетат натрия) - рН 3,7-5,4
• фосфатный буфер (фосфорная кислота + фосфат натрия) - рН 5,9-7,6
• цитратный буфер (лимонная кислота + цитрат натрия) - рН 3,6 - 7,0
• аммиачный буфер (гидроксид аммония + хлорид аммония) - рН 8,4-10,3.

Как приготовить цитратный буфер

Самым распространенным в косметике является цитратный буфер, ведь именно им стабилизируют витамин С. В магазине BEURRe как раз появилась новая эффективная форма витамина С, поэтому предлагаем на ее примере разобраться как правильно создавать и работать с буфером.

Эта форма витамина С наиболее стабильна при значении рН - 6,5. Для приготовления цитратного буфера с такой кислотностью, необходимо придерживаться пропорций:

• цитрат натрия - 22,8%
• лимонная кислота - 2,2%
• вода - 75%
• NaOH 10%-ый раствор - до необходимого рН.

Приготовление буфера: кристаллы лимонной кислоты и цитрата натрия растворяем в воде, в конце доводим значение рН до 6,5 раствором NaOH. Наш цитратный буфер готов, его можно хранить в отдельной закрытой таре до 1 месяца.

Например мы хотим создать 50 г крема с этиласкорбиновой кислотой в концентрации 1%. Для того, чтобы правильно стабилизировать витамин С, его необходимо отдельно смешать с буферным раствором до введения в основное средство. Для этого мы берем 0,5 г (1%) витамина С и растворяем его в 1,5 г воды (3%), взятой из общего рецептурного количества. Количество воды вы можете произвольно корректировать в зависимости от % введения витамина С и удобства растворения. К такому раствору добавляем 0,5 г (1%) отдельно приготовленного, по схеме выше, цитратного буфера. И уже такую стабилизированную смесь витамина С с буфером вводим в охлажденную эмульсию. Такая последовательность работы с витамином С сохраняется, независимо от типа средства которое вы изготавливаете. То есть делая тоник с витамином С или средство для умывания, где основная фаза вода, мы все равно растворяем его отдельно в небольшом количестве воды, смешиваем с буфером и только потом добавляем в средство.

Как мы видим значение pH влияет на многие факторы при разработке и создании косметических средств. Однако не стоит волноваться. Изучайте информацию, следуйте советам, которые мы вам предоставили и создавайте действительно действенную и качественную косметику.

© beurre.ua

Все материалы являются объектами авторского права. Запрещено использовать (копировать, распространять, изменять и т.п.) материалы сайта beurre.ua без предварительного согласия.