Вторая группа красителей «Химические красители»

Красители второй группы представляют собой органические соединения. Они способны окрашивать волосы только в присутствии окислительного агента. Таким окислительным агентом служит пероксид водорода (H₂O₂). Ввиду того что без окислительного агента эти краски неспособны к окрашиванию волос, их называют окислительными.

Сырьем для получения окислительных красителей служат ароматические углеводороды, к которым относятся бензол (C₆H₆), толуол (C₇H₈), нафталин (С₁₀Н₈) и др., получаемые из каменноугольной смолы.

В процессе сухой перегонки каменного угля без доступа воздуха образуется целый ряд газообразных продуктов, а также жидких и твердых веществ. В газовую смесь (коксовый газ) входят такие вещества, как водород (H₂), метан (CH₄), сероводород (H₂S), аммиак (NH₃), оксид углерода, ароматические амины и некоторые другие компоненты. Ароматические амины извлекаются из коксового газа путем поглощения их ароматическими растворителями. Так образуется смесь ароматических углеводородов, которая служит в дальнейшем для получения входящих в окислительные красители веществ в чистом виде[5].

Ароматические углеводороды можно получить не только из каменного угля, но и из нефти. Процесс ароматизации нефти (пиролиз) дает возможность вырабатывать ароматические углеводороды практически из нефти любого качества.

Ароматические углеводороды образуются при пиролизе нефти по следующей схеме:

При определенной обработке ароматических углеводородов можно получить исходные продукты для производства окислительных красителей.

Выпускаемые в настоящее время окислительные краски для волос как в нашей стране, так и за рубежом относятся в основном к группе оксибензолов, аминофенолов и ароматических аминов.

Парафенилендиамин (1,4-диаминобензол) - производное ароматических аминов. Промышленность выпускает парафенилендиамин в виде кристаллов темно-коричневого, серо-бурого, синего и других цветов с характерным блеском. Это очень легко окисляемое соединение (оно окисляется даже кислородом воздуха). Следовательно, хранить парафенилендиамин нужно в плотно закрытой посуде и не на свету.

Парафенилендиамин входит в состав почти всех выпускаемых в нашей стране окислительных красителей для волос. И это не случайно. Применение его дает возможность легко получать различные естественные цвета волос. Правда, окраска только одним парафенилендиамином бывает недостаточно стойкой против действия солнечного света. Поэтому парафенилендиамин приходится применять в сочетании с другими соединениями. В смеси же с другими компонентами удается получать такие цвета и оттенки, которые по своей колоритности и красоте могут удовлетворить самому изысканному вкусу.

Однако парафенилендиамин обладает большим недостатком - применение этого препарата в концентрациях больше допустимых может вызвать воспаление кожи. Госсанэпидстанцией разрешено использовать парафенилендиамин в парикмахерских в концентрации не более 1,3 %, при которой он безвреден и не вызывает никаких болезненных явлений. Ниже рассматриваются свойства производных парафенилендиамина.

Резорцин (1,3-диоксибензол) - производное оксибензолов. Это соединение широко применяется в фармацевтической промышленности.

Резорцин входит в состав почти всех окислительных красок для волос, выпускаемых отечественной промышленностью в настоящее время. В составе красителей резорцин выполняет двоякую роль: 1) является хорошим антисептическим средством против воспалительных процессов кожи головы, которые могут возникнуть при окраске волос; 2) как компонент, входящий в краситель, повышает качество краски, придавая ей устойчивость к свету и колоритность.

Оксигидрохинон (1, 2,2-триоксибензол) является также производным оксибензолов. Выпускается в виде порошка светло-коричневого цвета. Легко окисляется кислородом воздуха, поэтому хранить его следует в плотно закрытом сосуде и не на свету. Очень хорошо растворяется в воде и некоторых органических растворителях. Применяется в основном с парафенилендиамином, придавая окрашиваемому материалу коричневые цвета значительной светопрочности. Может применяться и с другими окислительными красителями.

Парааминофенол - производное аминофенолов. Выпускается в виде кристаллического порошка с металлическим блеском. Применяется для окрашивания волос в смеси с другими красителями. Придает волосам коричневые тона. Парааминофенол используют также для получения красок серых оттенков, однако в этом случае в составе красителя должен отсутствовать аммиак[6].

Гидрохинон (парадиоксибензол) является производным оксибензолов. Может быть получен из многоатомных сульфокислот или восстановлением соответствующих хинонов. Представляет собой порошок светло-коричневого цвета. Применяется в смеси с другими красителями. Придает составу для окраски свойства, способствующие быстрому закрашиванию седых волос.

Аминодифениламин применяется для окраски волос в серые тона. Этот продукт представляет большой интерес для парикмахеров, так как его можно применять в смеси с другими красителями и для получения серых и синеватых оттенков волос.

Химические свойства красителей второй группы.

Красители этой группы (химические) сами по себе красящими веществами не являются. В чистом виде это бесцветные или со слабой окраской соединения. Чтобы сделать их способными окрашивать волосы, пользуются пероксидом водорода, т. е. получают продукты окисления этих соединений.

Атомные группировки продуктов окисления, появляющиеся в процессе взаимодействия красителей с пероксидом водорода, которые придают веществам способность изменять и углублять цвет, носят названия ауксохромных и хромофорных групп.

Носителями цветности, или хромофорами (от греческих слов "хромое" - цвет, и "форео" - ношу), являются ненасыщенные атомные группировки, к числу которых относятся: Z-СН=СН - этиленовая группа; -N=N - азогруппа, -СН= N - азометиновая группа, NO - нитро-азогруппа, =СО - карбонильная группа.

Окрашенные соединения, содержащие хромофоры, называются хромогенами. Введение в состав хромогена других атомных группировок, которые называются ауксо-хромами (от греческих слов "ауксо" - увеличиваю и "хромос" - цвет), вызывает дальнейшее углубление цвета и придает веществу красящие свойства. К числу важнейших ауксохромов относятся группы -ОН, -NH₂, - N(СН₃)₂, - N(С₂Н₆)₂ и некоторые другие.

Таким образом, красители, в которых ауксохромные и хромофорные группы отсутствуют, не способны к окраске. В этом случае в краситель вводят окисляющий агент H₂O₂.

Продукты окисления, получающиеся в процессе окрашивания волос, имеют сложное строение и неоднородны по характеру. В состав красителей для волос в настоящее время вводят препараты, которые благотворно влияют на волосы. Одним из таких компонентов является резорцин. Он улучшает красящие свойства самого красителя. В медицинской практике резорцин применяют как стимулятор роста волос[7].

Парафенилендиамин образует с резорцином молекулярные соединения со слабощелочными свойствами. Такие соединения легко растворяются в воде. При окраске волос смесью парафенилендиамина с резорцином получаются коричневые и темно-коричневые цвета значительной светопрочности.

Реакция среды, в которой происходит окрашивание (окисление), оказывает большое влияние на получаемый цвет. Цвет продуктов окисления парафенилендиамина при изменении величины рН раствора меняется следующим образом:

рН 8,5	оранжевый
рН 8 - 8,5	фиолетовый
рН4,5 и ниже	красно-коричневый

Наиболее благоприятна для окраски волос нейтральная или слабощелочная среда. Учитывая это, наилучшим можно считать раствор с величиной рН от 7 до 9.

Известно, что с возрастанием величины рН щелочность раствора увеличивается. Вместе с изменением величины рН в растворе меняется и получаемый после окрашивания цвет. Следовательно, изменением щелочности раствора красителя можно изменить и цвет волос. В парикмахерской практике этим приемом очень часто пользуются, применяя нашатырный спирт. Так, при введении непосредственно в краситель нашатырного спирта щелочность состава повышается. Причем обычно бывает достаточно всего 3 - 5 капель нашатырного спирта, чтобы рыжие и каштановые оттенки волос стали более интенсивного оттенка[8].

В процессе окраски волосы легче всего поглощают продукты окисления первых стадий реакции. По мере того как процесс окисления продолжается, молекулы красителя укрупняются и их поглощение волосами замедляется. Отсюда следует важный вывод: наиболее благоприятным моментом для окраски волос является начало окисления красителя. Вот почему уже через 30 - 40 мин краситель можно смывать с волос, даже если за это время желаемый цвет не достигнут, так как за это время весь краситель успевает окислиться. В последнем случае необходимо приготовить свежую порцию краски и нанести ее повторно на волосы.

В процессе нанесения на волосы красителей второй группы часть их продуктов окисления, а также еще не успевшие окислиться полупродукты, входящие в состав красителя, проникают сквозь чешуйчатый слой волос и попадают в его сердцевину.

Изменение цвета волос обусловлено главным образом наличием продуктов окисления, так как неокислившиеся полупродукты, как указывалось выше, являются сами по себе бесцветными соединениями.

Окончательное окисление красителя происходит непосредственно на волосах, когда продукты окисления состава вступают в химическую реакцию с карбоксильными и аминогруппами кератина волос. Таким образом, окраска волос окислительными красителями является результатом химического взаимодействия продуктов окисления этих красителей с кератином волос.

Появление синтетических моющих шампуней и концентрированных растворов мыла дало возможность применять их в смеси с красителями для волос. Как показали физико-химические исследования, концентрированные мыльные растворы связывают значительные количества органических веществ, в том числе и продуктов, входящих в состав красителей, образуя продукты солюбилизации. При растворении органических веществ в концентрированных мыльных растворах образуются так называемые мицеллы. (Растворение с помощью поверхностно-активных веществ, в результате которого образуются мицеллы, называется солюбилизацией.) В процессе солюбилизации внутрь мицелл захватываются молекулы органических соединений. Опыты показали, что если окислительные красители для волос применяются в виде водных коллоидных растворов в мицеллах в солюбилизированном виде и если концентрация их не превышает предельной растворимости, то они не окрашивают кожный покров головы, а взаимодействуют только с кератином волос, что делает их удобными в применении.

Таким образом, лучшими красками для волос являются те, которые имеют пастообразную консистенцию на мыльной голове и в которых красители находятся в солюбилизированном виде.

Взаимодействие красителя с волосами происходит при температуре не выше 30 - 35° С. Следовательно, краситель должен быть достаточно реакционно способным, чтобы прокрасить волосы за предельно допустимое время (30 - 40 мин)[9].

Установлено, что этот режим окраски самый оптимальный. Однако при желании можно замедлить или ускорить ход реакции, уменьшив или увеличив соответственно температуру окружающей среды. Кроме того, присутствие аммиака в красителе благотворно влияет на процесс окраски, так как значительно увеличивает растворимость красителя и позволяет изменять реакцию среды в сторону увеличения или уменьшения основных (щелочных) свойств раствора.