2) гидрокси-
3) метил-
4) фенил-
Субстантивность силикона означает его способность адсорбироваться на поверхности волос и сохраняться после смывания. Это свойство обеспечивают аминофункциональные силиконы, содержащие аминогруппы в боковых цепях полисилоксановой молекулы. В условиях большинства косметических средств аминогруппы частично протонируются и приобретают положительный заряд.
Поверхность кератинового волокна, особенно повреждённого, содержит отрицательно заряженные участки: карбоксилатные группы и другие анионные центры, количество которых увеличивается после окрашивания, осветления, химической завивки и воздействия ультрафиолета. Между протонированными аминогруппами и этими участками формируется электростатическое взаимодействие, благодаря которому силикон избирательно фиксируется на волосе. Силоксановый фрагмент дополнительно образует гидрофобную смазывающую плёнку, уменьшающую трение, спутывание и электризацию волос, а также облегчающую расчёсывание.
Метильные и фенильные заместители преимущественно изменяют гидрофобность, блеск, скольжение и оптические свойства силикона, но сами по себе не создают выраженного катионного взаимодействия с кератином. Гидроксильные группы могут повышать полярность молекулы, однако их вклад в устойчивую адсорбцию значительно меньше, чем у протонируемых аминогрупп. Поэтому именно наличие амино-заместителя является ключевым структурным признаком субстантивности силикона к поверхности волос.
| Структурный признак или условие | Заряд и тип взаимодействия | Особенности фиксации на волосе | Основной косметический эффект |
|---|---|---|---|
| Аминофункциональный силикон | Протонированные аминогруппы имеют положительный заряд; электростатическое притяжение к анионным участкам кератина | Высокая субстантивность, особенно на пористом и повреждённом волокне | Кондиционирование, снижение трения, улучшение влажного и сухого расчёсывания |
| Монометил- или полиметилсиликоновые фрагменты | Преимущественно нейтральные; главным образом гидрофобные взаимодействия | Адсорбция менее избирательна и обычно легче удаляется при мытье | Скольжение, блеск, уменьшение потери влаги и механического повреждения |
| Фенилсодержащий силикон | Нейтральный, с повышенной поляризуемостью ароматического заместителя | Не формирует выраженной катионной фиксации на кератине | Блеск, оптическое выравнивание поверхности, термозащитные свойства в составе формулы |
| Гидроксилсодержащий силикон | Полярные силанольные группы; возможны водородные связи, но без устойчивого катионного заряда | Субстантивность обычно ниже, чем у аминофункциональных производных | Изменение смачиваемости и совместимости с водной фазой средства |
| Повреждённый, пористый волос | Больше отрицательно заряженных и гидрофильных участков | Повышенная селективная адсорбция катионных аминосиликонов | Более заметное сглаживание кутикулы и снижение ломкости при расчёсывании |
| Неповреждённый волос | Меньше анионных центров, поверхность более гидрофобна и компактна | Адсорбция аминосиликона выражена слабее | Преимущественно блеск и улучшение скольжения без значительного накопления плёнки |
| Кислая или слабокислая среда косметического средства | Увеличивает степень протонирования аминогрупп | Усиливает электростатическое связывание с волосяным волокном | Повышает кондиционирующий эффект и устойчивость покрытия после смывания |
Таким образом, правильный выбор связан с химической катионизацией аминофункционального силикона в условиях применения. Субстантивность особенно важна для средств ухода за повреждёнными, пористыми и химически обработанными волосами, поскольку именно на них больше отрицательно заряженных центров. При оценке формулы необходимо учитывать не только вид заместителя, но и степень протонирования, молекулярную массу, содержание силикона и совместимость с поверхностно-активными веществами. Excessive deposition может приводить к утяжелению волос, поэтому концентрацию и частоту применения подбирают с учётом состояния волосяного стержня.