I tensioattivi cationici, in particolare i composti dell’ammonio quaternario alifatico come il cloruro di esadeciltrimetilammonio (CTAC), il cloruro di behentrimonio (BTMC), il metosolfato di behentrimonio (BTMS) e il cloruro di stearalconio (STAC), aderiscono alla superficie delle fibre capillari prevalentemente attraverso interazioni elettrostatiche. L’adesione è facilitata dal basso punto isoelettrico (IEP) dei capelli, che li rende carichi negativamente ai livelli di pH tipici delle formulazioni di balsamo, tra 3,5 e 5,5.
Rispetto ai polyquaternium, i tensioattivi cationici vantano un peso molecolare inferiore, che consente effetti di condizionamento e districanti immediati senza la formazione di film, riducendo al minimo il rischio di accumulo di prodotto.
Oltre alle interazioni elettrostatiche, i tensioattivi cationici possono legarsi alla superficie delle fibre capillari anche attraverso interazioni idrofobiche, come le forze di van der Waals, stabilizzando simultaneamente le interazioni elettrostatiche.
Catene di carbonio più lunghe aumentano il numero di punti di contatto con il fusto del capello, rafforzando il legame. L’entità delle interazioni idrofobiche è però generalmente meno ingente di quella osservata con i polyquaternium.
Deposizione ed efficacia condizionante di tensioattivi cationici
Il potenziale di flusso è una tecnica efficace per studiare il processo di assorbimento degli adsorbiti su substrati macroscopici, inclusi campioni fibrosi come i capelli. È, inoltre, un valido sistema per misurare i cambiamenti nelle interazioni tra campi elettrici e superfici cariche, permettendo la quantificazione della cinetica di deposizione in situ di tensioattivi cationici.
Il presente lavoro, pubblicato sull’International Journal of Cosmetic Science, sfrutta l’analisi elettrocinetica per indagare il comportamento di deposizione e l’efficacia condizionante dei tensioattivi cationici sui capelli, con un focus sull’impatto di struttura, concentrazione e danno sulle prestazioni. Inoltre, si propone di comprendere i meccanismi che regolano l’adsorbimento dei tensioattivi e la loro incidenza sulla gestibilità e la salute delle chiome.
Sono state impiegate misurazioni del potenziale di flusso, incluse ricerche sul potenziale zeta (ζ) dipendente dal pH, dal tempo e dalla concentrazione, insieme ad analisi di pettinatura a umido e spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier a riflettanza totale attenuata (ATR-FTIR) per valutare l’affinità di adsorbimento e gli effetti di condizionamento di quattro tensioattivi cationici: cloruro di behentrimonio (BTMC), metosolfato di behentrimonio (BTMS), cloruro di esadeciltrimetilammonio (CTAC) e cloruro di stearalconio (STAC). Per isolare l’impatto della variabilità naturale e della struttura fibrosa dei capelli è stata adoperata una superficie modello semplificata mediante wafer di ossido di silicio (Si | SiO2).
Tensioattivi cationici a confronto per balsami ottimizzati
Tensioattivi a catena più lunga come il cloruro di behentrimonio (BTMC) hanno mostrato una deposizione e un condizionamento superiori grazie alle interazioni di van der Waals più forti, mentre i gruppi voluminosi in cloruro di stearalconio (STAC) hanno ostacolato la deposizione.
Il cloruro di behentrimonio (BTMC) ha superato il metosolfato di behentrimonio (BTMS), probabilmente grazie alla più elevata mobilità del controione cloruro. Entrambi si sono dimostrati superiori a cloruro di esadeciltrimetilammonio (CTAC) e cloruro di stearalconio (STAC), in virtù della maggiore lunghezza della catena di carbonio.
Per quanto riguarda la pettinatura a umido, il cloruro di behentrimonio (BTMC) ha ridotto significativamente le forze di pettinatura, facilitando la gestibilità, mentre il cloruro di stearalconio (STAC) ha ottenuto i risultati peggiori a causa del suo basso adsorbimento.
La spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier a riflettanza totale attenuata (ATR-FTIR) non ha indicato alcuna inversione del danno ossidativo, suggerendo che i condizionanti favoriscono la gestibilità senza riparare i danni strutturali.
Il ruolo della struttura molecolare
In conclusione, lo studio soprariportato evidenzia l’importanza della struttura molecolare dei tensioattivi (lunghezza della catena carboniosa e tipo di controione) nell’efficienza di deposizione e nelle prestazioni di condizionamento, fornendo preziose informazioni per lo sviluppo di formulazioni haircare più efficaci.
Attraverso analisi elettrocinetiche sotto forma di esperimenti di potenziale di flusso, i ricercatori sono stati in grado di esaminare quantitativamente il comportamento di adsorbimento, le variazioni del potenziale ζ e le interazioni dinamiche tra tensioattivi e capelli.
I risultati incidono positivamente sulla comprensione delle interazioni tensioattivi cationici-capelli, offrendo implicazioni pratiche per l’ottimizzazione dei balsami per migliorare l’esperienza d’uso e la salute delle chiome.
Tham HP, Yip KY, Luxbacher T, McMullen RL, Dawson TL Jr. Electrokinetic analysis reveals common conditioner ingredient interactions with human hair. Int J Cosmet Sci. 2025; 00: 1–15. https://doi.org/10.1111/ics.70038
