Химия и технология косметических средств. Часть 1. Пеномоющие и очищающие средства

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

«Казанский национальный исследовательский

технологический университет»

ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ 

КОСМЕТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

Часть 1

ПЕНОМОЮЩИЕ 

И ОЧИЩАЮЩИЕ СРЕДСТВА

Учебник

Казань

Издательство КНИТУ

2018

УДК 665.5(075)
ББК 35.68я7

Х46

Печатается по решению редакционно-издательского совета 

Казанского национального исследовательского технологического университета

Рецензенты:

д-р мед. наук, проф. каф. фармакологии КГМУ Л. Н. Залялютдинова

д-р хим. наук зав. лаб. высокоорганизованных сред ИПХФ РАН Л. Я. Захарова

Х46

Авторы: С. А. Богданова, Ю. А. Шигабиева, А. А. Князев, 
Ю. Г. Галяметдинов 
Химия и технология косметических средств : в 2 ч. Ч. 1. Пеномоющие 
и очищающие средства : учебник / С. А. Богданова [и др.]; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во 
КНИТУ, 2018. – 340 с.

ISBN 978-5-7882-2645-3
ISBN 978-5-7882-2646-0 (ч.1)

Рассматриваются пенообразующие и очищающие косметические сред
ства, коллоидно-химические основы получения гетерогенных косметических 
продуктов, свойства, формулы и характеристики косметических ингредиентов, актуальные базовые рецептуры, технологические схемы производства.

Предназначен для бакалавров, обучающихся по направлению «Хими
ческая технология» (профиль подготовки «Химическая технология синтетических биологически активных веществ, химико-фармацевтических препаратов и косметических средств»), и магистров, обучающихся по программам
«Технология косметических средств», «Инновационное предпринимательство 
в производстве косметических средств». 

Подготовлен на кафедре технологии косметических средств.

ISBN 978-5-7882-2646-0 (ч.1)
ISBN 978-5-7882-2645-3
© Богданова С. А., Шигабиева Ю. А.,

Князев А. А., Галяметдинов Ю. Г., 2018

© Казанский национальный исследовательский 

технологический университет, 2018

УДК 665.5 (075)
ББК 35.68 я7

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................. 5

1. КОСМЕТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА С ДРЕВНИХ ВРЕМЕН 
ДО НАШИХ ДНЕЙ...................................................................................... 9
1.1. Из истории косметических средств .................................................... 9
1.2. Из истории моющих средств ............................................................. 33
1.2.1. Шампунь ........................................................................................... 33
1.2.2. Мыло ................................................................................................. 40
1.3. Принципы классификации косметических средств ........................ 48

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОМОЮЩИХ 
И ОЧИЩАЮЩИХ КОСМЕТИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИЙ .................. 56
2.1. ПАВ и их роль в процессах получения и применения 
косметических средств .............................................................................. 65
2.2. Мицеллообразование .......................................................................... 83
2.3. Пены, их свойства и применение ...................................................... 91
2.4. Смачивание и моющее действие ..................................................... 104
2.5. Солюбилизация ................................................................................. 118

3. ПЕНОМОЮЩИЕ КОМПОЗИЦИИ КОСМЕТИЧЕСКОГО 
НАЗНАЧЕНИЯ ........................................................................................ 123
3.1. Основные ингредиенты .................................................................... 123
3.1.1. Международная номенклатура косметических ингредиентов 
INCI............................................................................................................ 123
3.1.2. ПАВ и со-ПАВ для пеномоющих композиций ........................... 126
3.1.3. Витамины ........................................................................................ 141
3.1.4. Экстракты........................................................................................ 152
3.1.5. Кондиционирущие добавки .......................................................... 165
3.1.6. Масла в пеномоющих средствах .................................................. 180
3.1.7. Консерванты, регуляторы рН и вязкости .................................... 205
3.2. Принципы рецептуростроения и особенности технологии
пеномоющих косметических средств .................................................... 223
3.2.1. Шампуни ........................................................................................ 223
3.2.1.1. Классификация шампуней ......................................................... 224
3.2.1.2. Принципы рецептуростроения шампуней ................................ 229
3.2.1.3. Основные стадии получения шампуней ................................... 234

3.2.1.4. Примеры рецептур ...................................................................... 236
3.2.1.5. Технологические схемы получения шампуней ....................... 238
3.2.2. Гели для душа, пены для ванн и жидкое мыло ........................... 242
3.3. Элементы технического анализа пеномоющих композиций ........ 252

4. ОЧИЩАЮЩИЕ СРЕДСТВА НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ ................... 259
4.1. Основные ингредиенты .................................................................... 260
4.1.1. ПАВ в очищающих средствах ...................................................... 261
4.1.2. Солюбилизаторы ............................................................................ 270
4.1.3. Биологически активные добавки .................................................. 272
4.1.4. Увлажняющие компоненты .......................................................... 288
4.1.5. Гидролаты ....................................................................................... 307
4.2. Принципы рецептуростроения и особенности технологии 
очищающих косметических средств на водной и спиртоводной 
основе ........................................................................................................ 314
4.2.1. Спиртосодержащие косметические лосьоны .............................. 314
4.2.2. Тоники и мицеллярная вода ......................................................... 324
4.3. Элементы технического анализа очищающих средств ................. 330

ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................................... 332

Литература ............................................................................................... 334

4

ВВЕДЕНИЕ

Красота –
это то, к чему стремится каждый человек 

независимо от пола и возраста. В этом стремлении призваны помочь 
косметические средства. Отдавая дань известным и безвестным 
экспериментаторам, философам, ученым, врачам, которые внесли 
неоценимый вклад в банк данных о сотворении, сохранении, приумножении красоты, необходимо рассмотреть и проанализировать 
современное состояние разработки и производства косметических 
средств различного назначения, которое использует последние 
достижения в области высоких технологий. Оно базируется на 
новейших исследованиях в самых различных областях – медицине, 
органической, физической, коллоидной химии, химии полимеров, 
фармакологии, 
ботанике, 
биохимии, 
физиологии, 
прикладной 

дерматологии. 

В условиях высокой конкуренции и насыщенного рынка 

парфюмерии и косметики постоянно расширяется ассортимент, 
появляются инновационные средства и ингредиенты, возрастает их 
функциональность и безопасность. Это обусловлено интенсивностью 
научного поиска, маркетинговыми исследованиями,
оснащением 

предприятий и лабораторий новейшим оборудованием, успехами в 
области процессов и аппаратов химической технологии, коллоидной 
химии концентрированных дисперсных систем, супрамолекулярной 
химии. В этих условиях особую важность приобретает подготовка 
специалистов –
технологов косметических
производств, иссле
дователей и разработчиков, обладающих необходимыми  компетенциями, способных создавать конкурентноспособные продукты, 
соответствующие мировым тенденциям. Необходимым условием 
подготовки бакалавров и магистров по соответствующим профилям и 
магистерским программам является  достаточное методическое 
обеспечение. В этом плане ситуация далека от удовлетворительной.

Современная 
косметическая 
химия 
и 
технология 

косметических средств базируется на фундаменте из сплава многих 
наук. Невозможно переоценить вклад в нее известных ученых и 
практиков – Р. А. Фридмана, Г. Н. Каспарова, А. Л. Войцеховской,
С. А. Войткевича, Х. Вилламо, М. Ю. Плетнева, В.Г. Авраменко,
В. Е. Кима, Т. В. Пучковой и др.

Однако современная учебная литература весьма ограниченна, 

а существующие материалы в некоторой степени отстают от 
вариативности быстро меняющихся направлений и особенностей 
рецептуростроения и производства. Большой объем информации 
содержится в учебно-методической литературе, предназначенной в 
большей степени для студентов, обучавшихся
по направлению 

подготовки дипломированных специалистов 260401 «Технология 
жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов», и 
бакалавров, обучающихся
по
направлению 19.03.02 «Продукты 

питания из растительного сырья» (профиль «Технология жиров, 
эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов»).
Эта 

литература
имеет свою специфику, большое внимание в ней

уделяется 
основам 
парфюмерии 
и 
парфюмерным 
продуктам, 

дерматологическим аспектам – структуре кожи и волос. Не умаляя 
достоинств этих источников, необходимо отметить, что в настоящее 
время в учебно-методической литературе отсутствует учебник по 
химии и технологии косметических средств, который включал бы 
коллоидно-химические,
теоретические 
основы 
производства 

гетерогенных косметических продуктов, свойства, формулы и 
характеристики 
современных 
косметических 
ингредиентов, 

актуальные базовые рецептуры, современные технологические схемы 
производства. Этот пробел в какой-то степени и предполагает 
восполнить данное издание. Учебник обобщает опыт подготовки
специалистов по специальности 240401.65 «Химическая технология 
органических веществ», специализации 240401.65-06 
«Технология 

косметических средств», а после перехода на двухуровневую систему
образования – опыт подготовки бакалавров по направлению 18.03.01 
«Химическая 
технология»
(профиль 
«Химическая 
технология 

синтетических 
биологически 
активных 
веществ, 
химико
фармацевтических препаратов и косметических средств») и магистров 
по направлению 18.04.01 «Химическая технология», магистерской 
образовательной программе «Технология косметических средств» в 
ФГБОУ ВО КНИТУ – Казанском национальном исследовательском 
технологическом университете. 

Учебник 
предназначен 
для 
бакалавров 
(по 
профилю 

подготовки «Химическая технология синтетических биологически 
активных 
веществ,
химико-фармацевтических 
препаратов 
и 

косметических средств», «Технология жиров, эфирных масел и 

парфюмерно-косметических продуктов») и магистров (по профилю 
«Технология 
косметических 
средств», 
«Инновационное 

предпринимательство в производстве косметических средств»). 
Информация может быть полезной для аспирантов, научных 
работников и преподавателей, область научных интересов которых 
лежит в сфере коллоидной химии поверхностно-активных веществ, 
дисперсных систем, жидких кристаллов и полимеров.

В нашей книге мы уделили большое внимание историческим 

аспектам развития представлений о красоте и способах ее сохранения. 
С одной стороны, такой исторический экскурс подчеркивает существенный прогресс в области создания косметических продуктов, с
другой – очевидно, что опыт тысячелетий возвращается к нам в виде 
растущего участия природных, натуральных компонентов в рецептурах и технологиях. Появившийся не столь давно термин «органическая 
косметика» (на наш взгляд, неудачный, поскольку большинство косметических средств содержит органические вещества) предполагает 
использование не просто природных ингредиентов, но выращенных в 
особых условиях без пестицидов и других индустриальных токсинов, а 
также генетически модифицированных организмов – не эти ли ингредиенты использовались в Древнем Египте?

Вместе с тем массовое производство косметических средств 

базируется на основных закономерностях получения и стабилизации 
гетерогенных многофазных систем – на законах физической и коллоидной химии. Не умаляя достижений других наук, мы считали необходимым предварить рассмотрение конкретных косметических продуктов анализом коллоидно-химических основ технологии их получения и использования. При этом явления мицеллообразования, пенообразования, солюбилизации, смачивания, свойства ПАВ рассмотрены 
применительно к косметическим средствам.  Мы сознательно отказались от рассмотрения строения и функций кожи и волос – по этому 
поводу имеется обширная литература, а большой опыт в области коллоидной химии косметических композиций, экстрактов растений, растворов полимеров и полиэлектролитов, жидких кристаллов, латексов, 
гелей, микроэмульсий и других дисперсных систем, накопленный на 
кафедрах технологии косметических средств, физической и коллоидной химии КНИТУ (КХТИ), позволил нам опереться на эти исследования при написании учебника.

Среди всего многообразия косметических средств пеномою
щие и очищающие средства – самые востребованные. Их основу со

ставляет вода – источник жизни.  Большое внимание нами уделяется 
современным способам очистки воды. Активными действующими 
компонентами являются поверхностно-активные вещества. Мы постарались показать большое многообразие ПАВ, используемых в современных пеномоющих и очищающих средствах.  Авторы надеются, что 
данное учебное издание поможет будущему химику-технологу косметических производств ориентироваться в традиционных технологиях и 
современных тенденциях в области разработки, производства и анализа современных многофункциональных и многокомпонентных продуктов, реализовать компетентностный подход к обучению и приобретению необходимых знаний и умений. Учебник поможет и маркетологам косметической продукции, продавцам-консультантам, всем желающим разобраться в особенностях предлагаемых потребителю композиций. 

При анализе применяемых ингредиентов мы старались пока
зать их структуру, привести химические формулы, основные свойства. 
Большое количество иллюстраций делает получение информации 
увлекательным. Источники иллюстраций приведены в списке литературы. Особое внимание уделено натуральным экстрактам, маслам, витаминам.

Вместе с тем, и это неоднократно подчеркивалось, мы не в со
стоянии осветить все полезные биологически активные добавки, используемые производителями косметических средств, которые стараются привлечь потребителя новыми, часто экзотическими названиями. 
Кроме того, многие природные компоненты косметики будут рассмотрены нами в других частях данного учебного издания. Не касались мы 
и вопросов, связанных с тарой и упаковкой, поскольку эта тема носит 
общий характер для всех косметических продуктов и будет рассмотрена позже.

В заключение, вспоминая известную фразу Достоевского о 

том, что «красота спасет мир» (сказанную, правда, не столько о физической красоте, сколько о сумме нравственных качеств), хотелось бы 
верить, что данная книга поможет профессионально спасти и сохранить красоту и здоровье человека.

8

1. КОСМЕТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА С ДРЕВНИХ 

ВРЕМЕН И ДО НАШИХ ДНЕЙ

1.1. Из истории косметических средств 

История косметики уходит своими корнями в далекое про
шлое. В ходе археологических раскопок, начиная с ледникового периода, были найдены краски, карандаши, гребни, помада, специальные 
сосуды для притираний и благовоний. Не будет преувеличением сказать, что косметика зародилась одновременно с появлением человека. 
Она использовалась в различные времена в различных видах и формах, зависевших от уровня развития людей, климатических, материальных, социальных и других условий. Но стремление к чистоте и 
украшению своего тела, а в дальнейшем к избавлению его от недостатков с помощью различных средств существовало у человечества 
всегда.

С незапамятных времен у всех народов, на какой бы стадии 

развития культуры они ни находились, гримировка, раскрашивание 
лица и тела растительными красками и цветными глинами применялись очень широко: перед военными набегами, в праздники, при религиозных обрядах. Многие исследователи считают, что косметику придумали мужчины.

Известно,
например, что в 

некоторых первобытных племенах 
бывалые, но уже немолодые воины, 
готовясь к бою, покрывали лицо и 
тело многочисленными красками и 
татуировками. Так они скрывали 
морщины, свой настоящий возраст и 
одерживали победу над молодым 
врагом. По мнению Лизы Элдридж,
креативного 
директора 
Lancome, 

«раскрашивание лица – часть человеческой природы, может быть, чуть 
менее базовая, чем потребность в еде 
и сне».

Рис. 1. Мужской «макияж»

имеет давнюю историю

Рассмотрим основные этапы развития косметической науки и 

практики. Наиболее ранние упоминания о косметических средствах, 
их составе и изготовлении связаны с Древним Египтом. Раннее название этой страны – Кхем или Та-Хем – Черная земля. Ученые считают, 
что от этого названия Египта произошло и слово «химия».  Сведения о 
первых средствах для ухода за лицом и телом датируются III тысячелетием до н.э. В древнейших гробницах были найдены сосуды с мазями, различными благовоньями, маслами. Анализ показал, что они содержали мускус, розовое масло, ладан. При изучении изображений на 
древних папирусах в первую очередь обращает на себя внимание подводка глаз. Она имела не только эстетическое, но и медицинское значение.

Рис. 2. Знатная египтянка за туалетом

Для зеленых теней на веках использовали толченый малахит 

Cu2CO3(OH)2 и углекислую медь CuCO3, синие тени делались из порошка лазурита Na6Ca2(AlSiO4)6(SO4,S,Cl)2, черная подводка –
из 

свинцовой руды галенита PbS с сурьмой. Краска не только увеличивала глаза и придавала им миндалевидную форму, но и служила лекар