pH косметичних засобів: як коригувати та що таке буферні розчини

Поняття рН зараз не вважається чимось невідомим. Ви могли багато чути про нього з статей та відео про вплив кислотності на шкіру і волосся, з маркетингових описів на етикетках засобів. Але при самостійному створенні косметичних засобів, необхідно знати не лише загальні поняття про кислотність, а і те на що вона впливає, як і чим коригується, чому важливо її витримувати. Саме з цим ми сьогодні і розберемось.

Що таке pH та чому він так важливий

Простими словами рівень рН - це  водневий показник (тому рН олій і масляних засобів виміряти не можна), який показує концентрацію у воді або водному розчині позитивних (Н+) або негативних (ОН-) іонів. Якщо в розчині переважають позитивні іони Н+, то рН розчину кислий (і чим таких іонів більше, тим рН нижче, тобто розчин кисліше). Якщо в розчині переважають негативно заряджені іони ОН- то рН розчину лужний ( відповідно чим їх більше, тим рН вище, тобто сильніший луг). Шкала рН коливається від 0 до 14 і має наступний вигляд:

Чому рівень рН такий важливий при створенні косметичних засобів

Для косметики рН є ключовим параметром, починаючи з фази розробки і закінчуючи оцінкою впливу формули на шкіру. Про рівень рН шкіри та необхідне значення цього показника в косметичних засобах для кожного типу ми вже говорили в статті ЩО ТАКЕ PH І ЧОМУ ВІН ВАЖЛИВИЙ ДЛЯ ШКІРИ: ВЧИМОСЯ КОРЕКТУВАТИ. А сьогодні ми розглянемо вплив рН зі сторони створення стабільних формул та способи його коригування. 

Для початку розберемося на які параметри впливає рН при розробці косметичного засобу:

1. Ефективність консерванту. В кожного консерванту є робочий рівень рН, якого необхідно суворо дотримуватися, адже виходячи за ці рамки, консервант частково або повністю втрачає свою ефективність і ваш косметичний засіб швидко зіпсується.
2. Стабільність емульсій. Більшість емульгаторів, окрім ГЛБ індексів, робочої концентрації, мають також діапазон рН при якому досягається їх максимальна емульгуюча здатність. І варто лиш його не дотримуватись, як ваша емульсія вийде не тієї текстури, або ж взагалі розшарується.
3. Гелеутворююча здатність. Більшість загусників, таких як різноманітні карбомери, утворюють стабільний прозорий гель у нейтральному або злегка лужному середовищі. Тоді як наприклад гуарові камеді, навпаки краще працюють в підкисленому середовищі. І якщо не дотримуватися необхідних проміжків кислотності гелеутворення проходитиме довго або ж взагалі не відбудеться.
4. Стабільність кольору.  Іноді ми хочемо зробити зовнішній вигляд продукту привабливим за рахунок забарвлення в певний колір. Але стикаємось з ситуацією, що колір блідий, занадто яскравий чи взагалі не такого відтінку як ми тестували або ж як заявляв виробник. Або ідеально забарвлений продукт через місяць стає зовсім безбарвним (найчастіше це трапляється саме з натуральними барвниками). І на все це впливає саме робочий діапазон рН барвників, який може бути порушений при виготовленні засобу. 
5. Деактивація активів. Багато сучасних активів дуже вибагливі до безлічі умов, в тому числі і рівня кислотності. Перетнувши допустимі межі рН (які зазвичай прописані у технічній документації), компонент може частково або повністю втратити свої властивості, а деякі навіть можуть перейти в іншу хімічну форму, яка не тільки не допомагає, а ще й шкодить шкірі. 

Як не допустити помилок при вимірюванні

Зважаючи на досить широкий перелік залежних параметрів від кислотності, нам дуже важливо не допускати помилок при вимірюванні цього параметру, тому розберемо декілька основних правил та частих запитань.

Перше, що нам потрібно знати, рН сильно залежить від температури. І якщо більшість сучасних лабораторних рН-метрів мають термодатчик, який враховує цю залежність, то прості прилади, якими користуються початківці, додаткових датчиків не мають. Тому важливо завжди вимірювати рН при однаковій температурі, оптимальним діапазоном вважається 20-25°С. Також пам'ятаємо, що на кінцевий показник кислотності засобу впливає кожен компонент, який міститься в ньому (адже він має свій власний рН). І для того, щоб отримати коректний результат, необхідно дочекатися поки всі процеси змішування та нейтралізації пройдуть до кінця. Тому варто не спішити робити заміри, після додавання останнього компоненту, а краще витримати ще 10-20 хв, до завершення всіх процесів. Дотримання цих простих правил, допоможе уникнути ситуацій, коли виміряне значення кислотності після приготування на наступний день істотно змінює своє значення. 

Розглянемо ще одну поширену ситуацію. Припустимо рН нашого засобу вийшов 8.0 одиниць. Але ж ми туди додали актив, який потребує діапазону рН 4-6.5, невже тепер наш компонент неактивний і весь засіб доведеться переробити? Спішимо вас заспокоїти, нічого перероблювати не потрібно. Для того, щоб деактивувати або перетворити на шкідливу форму актив, необхідний довготривалий проміжок часу і деколи багато додаткових умов. Тому просто коригуємо рівень кислотності до необхідного і отримуємо бажаний ефект. 

Коригування pH

Бувають випадки, коли вам може знадобитися відрегулювати рН. Тоді  необхідно використовувати спеціальні компоненти для пониження або підвищення кислотності, залежно від цілі.

Зниження pH

Якщо рН вашого продукту занадто високий, то для його зниження використовують кислоти. Найпоширенішими регуляторами рН є лимонна або молочна кислота. І в початківців часто виникає питання, в яких випадках якою кислотою користуватися? Насправді ніяких правил щодо цього немає. Ви можете використовувати ту кислоту, яку маєте і якою зручно користуватися. Але молочна кислота додатково працює як хороший актив, тому якщо ви хочете наділити засіб додатковими корисними властивостями, обирайте її. 

Лимонна кислота продається у вигляді порошку або кристалів. Щоб використовувати її в якості регулятора рН, приготуйте розчин, розчинивши лимонну кислоту у воді. Краще всього використовувати 10% розчин (1 г лимонної кислоти і 9 г води), але якщо необхідно сильно знизити рН, можна використовувати 50% розчин (5 г лимонної кислоти і 5 г води).

Молочна кислота продається вже розчином, зазвичай це 80%, але буває і більше. Її також можна розвести водою в пропорції 1:1 чи 1:2, або використовувати концентрований розчин. Якщо ви готуєте невеликі порції косметики, тоді краще робіть менш концентровані розчини кислот для коригування рН.

Підвищення pH

Зазвичай це трапляється рідше, але бувають випадки коли необхідно підвищити рівень рН. Для цього найчастіше використовують:

• гідроксид натрію (NaOH) або калію (KOH);
• Триетаноламін (ТЕА);
• Аргінін.

Найефективнішими і найпоширенішими є луги (NaOH і KOH), яких чомусь всі бояться в косметичних засобах, мовляв вони агресивні і шкідливі. Але боятися не варто, зараз пояснимо чому. В основі коригування рН лежить найпростіша хімічна реакція - нейтралізації. Простими словами, іони кислоти Н+ зв’язуються з іонами лугу ОН-, утворюючи нейтральну молекулу води H2O. Тому після нейтралізації у вас в засобі вже не залишається агресивного лугу в тому виді, в якому ви його додали, тим паче враховуючи ті невисокі концентрації.

Другим за популярністю регулятором рН є аргінін. Адже ця амінокислота насамперед є чудовим активом, який крім зміни кислотності, володіє також доглядовими властивостями. Зазначимо, що аргінін доцільно використовувати, коли необхідно підвищити рН на невеликий діапазон, до 1 одиниці. Якщо ж ви робите, наприклад, пілінг чи тонер з великою кількістю кислот, то для регулювання кислотності краще обрати розчин лугу. Тому що аргінін має набагато слабші властивості нейтралізації і  щоб підняти рН на 1 одиницю, його доведеться використати набагато більше, ніж NaOH.

Буферні розчини в косметиці

Окремо можна винести косметичні компоненти, які потребують чіткого рівня кислотності і швидко руйнуються, якщо її не витримати. Таких компонентів небагато і більшість з них становлять різні форми вітаміну С. Для того, щоб стабілізувати такі активи, використовують буферні розчини.

Буферними системами називають розчини, які зберігають сталий рівень кислотності при додаванні деякої кількості кислоти чи лугу, при розбавленні або концентруванні розчину.  Буферні системи існують двох типів - це суміш слабкої кислоти і пов'язаної з нею солі або слабкої основи і сполученої з нею солі. Кожен буферний розчин має свій стабільний рівень рН і підтримує його в системі, з якою було змішано буфер. Розглянемо деякі приклади буферних систем: 

• ацетатный буфер (оцтова кислота + ацетат натрію) –  рН 3,7-5,4
• фосфатный буфер (фосфорна кислота + фосфат натрію) – рН 5,9-7,6
• цитратный буфер (лимонна кислота + цитрат натрію) –  рН 3,6 – 7,0
• аміачний буфер (гідроксид амонію + хлорид амонію) – рН 8,4-10,3.

Як приготувати цитратний буфер

Найпоширенішим в косметиці є цитратний буфер, адже саме ним стабілізують вітамін С. У магазині BEURRe якраз з’явилась нова ефективна форма вітаміну С, тож пропонуємо на її прикладі розібратися як правильно створювати і працювати з буфером.

Ця форма вітаміну С найбільш стабільна при значенні рН - 6,5. Для приготування цитратного буферу з такою кислотністю, необхідно дотримуватися пропорцій:

• цитрат натрію - 22,8%
• лимонна кислота - 2,2%
• вода - 75%
• NaOH 10%-ий розчин- до необхідного рН.

Приготування буферу: кристали лимонної кислоти та цитрату натрію розчиняємо у воді, в кінці доводимо значення рН до 6,5 розчином NaOH. Наш цитратний буфер готовий, його можна зберігати в окремій закритій тарі до 1 місяця. 

Наприклад ми хочемо створити 50 г крему з етиласкорбіновою кислотою у концентрації 1%. Для того, щоб правильно стабілізувати вітамін С, його необхідно окремо змішати з буферним розчином до введення в основний засіб. Для цього ми беремо 0,5 г (1%) вітаміну С і розчиняємо його в 1,5 г води (3%), взятої з загальної рецептурної кількості. Кількість води ви можете довільно коригувати в залежності від % введення вітаміну С та зручності розчинення. До такого розчину додаємо 0,5 г (1%) окремо приготованого, за схемою вище,  цитратного буферу. І вже таку стабілізовану суміш вітаміну С з буфером вводимо в охолоджену емульсію.  Така послідовність роботи з вітаміном С зберігається, незалежно від типу засобу який ви виготовляєте. Тобто роблячи тонік з вітаміном С чи засіб для вмивання, де основна фаза вода, ми все одно розчиняємо його окремо в невеликій кількості води, змішуємо з буфером і лиш потім додаємо в засіб.

Як ми бачимо значення pH впливає на багато факторів при розробці і створенні косметичних засобів. Проте не варто хвилюватися. Вивчайте інформацію, дотримуйтесь порад, які ми вам надали і створюйте дійсно дієву і якісну косметику. 

© beurre.ua

Усі матеріали є об'єктами авторського права. Заборонено використовувати (копіювати, розповсюджувати, змінювати тощо) матеріали сайту beurre.ua без попередньої згоди.