Pasar global untuk perawatan kulit dan kosmetik warna melebihi 53 miliar dolar pada tahun 2002. Jumlah produk baru yang dibawa ke pasar terus berkembang secara eksponensial. Ahli kimia kosmetik selalu mencari bahan-bahan menarik dan eksotis yang meningkatkan penampilan dan kesehatan kulit. Diperlukan banyak senyawa untuk memasok produk-produk ini. Edisi terbaru dari Kosmetik Kosmetik dan Fragrance Association (CTFA) Kamus daftar lebih dari 10.000 bahan baku. Setiap tahun ratusan bahan baru ditambahkan ke daftar yang telah digunakan selama berabad-abad. Beberapa bahan yang digunakan saat ini dapat ditelusuri hingga 11.000 SM. dalam gambar-gambar binatang dari gua-gua Altimira.
Sejarah
Penampilan formulasi perawatan kulit tanggal sekitar 3000 S M., di Mesir kuno. Kebanyakan ramuan dibuat dari bahan alami. Cleopatra dikatakan mandi dengan susu keledai untuk menjaga kulitnya halus dan lentur. Salah satu bahan alami yang digunakan oleh orang dahulu adalah oker merah, atau oksida besi. Benjolan bijih merah terbentuk ketika besi teroksidasi atau berkarat. Oksida besi merah ditemukan di makam pemakaman dalam warna-warna bibir upacara dan persiapan rouge. Itu juga digunakan untuk menggambar gambar-gambar gua kuno binatang, seperti yang terlihat di Altimira, dan masih digunakan dalam banyak formulasi makeup hari ini. Cat mata juga telah ditemukan di kuburan kuno. Cat-cat ini terutama terdiri dari bijih hijau berbasis tembaga yang disebut malachite yang ditambang dari tambang terdekat. Lemak hewani dikombinasikan dengan zat harum seperti kemenyan dan dupa untuk menghasilkan salep kulit luar. Krim dan losion yang lebih canggih dibuat dengan baik melalui trial and error dan diwariskan dari generasi ke generasi
Emulsi
Mayoritas krim dan lotion adalah emulsi. Emulsi dapat didefinisikan hanya sebagai dua cairan yang tidak dapat dicairkan di mana satu cairan terdispersi sebagai tetesan halus di bagian lain. Susu yang dihomogenisasi adalah contoh dari emulsi minyak-dalam-air yang khas. Lemak susu (minyak) didispersikan dalam air sebagai tetesan halus oleh proses homogenisasi. Alasan mengapa lemak tidak langsung melayang ke atas adalah karena adanya pengemulsi, dalam hal ini, protein susu yang disebut sodium caseinate serta beberapa phopholipids. Dalam hal emulsi air-dalam-minyak, air didispersikan sebagai tetesan dan tersuspensi dalam fase minyak. Cairan non-dispersi atau fase pensuspensi eksternal juga disebut fase kontinu. Mayones, air cuka yang terdispersi sebagai tetesan halus dalam fase berkelanjutan minyak kedelai, adalah contoh emulsi air dalam minyak. Lesitin dari telur menstabilkan emulsi mayone
Surfaktan
Kebanyakan pengemulsi dapat dianggap surfaktan atau agen aktif permukaan. Bahan-bahan ini mampu mengurangi tegangan permukaan air. Apa yang membuat permukaan pengelmusi ini aktif berhubungan dengan HLB, atau keseimbangan lipofil hidrofobinya. HLB ditentukan oleh ukuran bagian hidrofilik (mencintai air atau polar) dari sebuah molekul dibandingkan dengan ukuran bagian lipofilik (menyukai minyak atau nonpolar).
Sistem HLB diciptakan untuk menentukan peringkat polaritas relatif material. Bahan yang paling polar, larut dalam air, berada di atas skala dua puluh titik dengan bahan yang lebih non-polar, larut dalam minyak, lebih dekat ke nol. HLB natrium casealin diberi nilai sekitar empat belas karena kelarutannya yang tinggi dalam air. Lesitin, yang kurang larut dalam air, memiliki nilai HLB sekitar enam. Keduanya memiliki kelompok kutub. Kelompok kutub dalam protein susu adalah natrium.
Komponen aktif permukaan Lecithin adalah molekul yang disebut phosphotidylcholine atau PC (Lihat Gambar bawah).
Polar, atau bagian yang larut dalam air dari PC adalah gugus fungsional fosfat. Kelompok kutub emulsifiers berorientasi ke fase polar air. Kelompok lipofilik, nonpolar mereka berorientasi pada fase minyak untuk membentuk misel (lihat Gambar bawah). Struktur bola ini memberikan stabilitas pada emulsi melalui ikatan Hidrogen dan kekuatan listrik yang lemah.
Pengemulsi perawatan kulit dapat dibagi menjadi dua kelompok berdasarkan muatan ioniknya (Lihat Gambar bawah) Bahan yang dapat berdisosiasi menjadi spesies bermuatan dianggap ionik sedangkan yang tidak disebut nonionik. Pengemulsi ionik dapat diklasifikasikan lebih lanjut berdasarkan jenis muatan. Anionik bermuatan negatif saat dilarutkan seperti natrium stearat atau sabun.
Ketika asam lemak direaksikan dengan basa, maka akan terbentuk sabun. Proses pembentukan sabun disebut saponifikasi. Kelompok asam stearat yang bermuatan negatif adalah unit pengemulsi utama sabun, memberikannya kelompok anionik. Pengemulsi bermuatan positif disebut kationik. Unit pengemulsi Quarternium24 terdisosiasi menjadi kelompok amonium bermuatan positif. Amfoterik adalah senyawa yang mengekspresikan muatan negatif dan positif.
Asam stearat disebut asam lemak C18. Asam lemak, ada dalam lemak dan minyak, diklasifikasikan menurut panjang rantai karbonnya. Karena asam stearat merupakan komponen utama dari banyak lemak dan minyak yang digunakan dalam perawatan kecantikan, pengemulsi berbasis stearat sangat berguna. Asam lemak adalah komponen kunci dari banyak pengemulsi kosmetik karenakemampuan bercampurnya mereka dalam berbagai minyak alami dan sintetis.
Ester polyethylene glycol atau ethylene glycol disebut PEG ester. Kelarutan ester PEG ditentukan oleh jumlah molekul PEG yang direaksikan per molekul asam. PEG 6 oleat misalnya memiliki enam molekul PEG bereaksi dengan satu molekul asam oleat. Karena sebagai ukuran jumlah polar, molekul PEG per molekul asam meningkatkan kelarutan air /HLB meningkat. PEG 8 oleat lebih mudah larut daripada PEG 6 oleat. Ahli kimia kosmetik sering menggunakan campuran gliseril ester dan ester PEG dengan nilai HLB tinggi dan rendah untuk menentukan polaritas yang diperlukan untuk mengemulsi berbagai lemak dan minyak. Banyak jenis pengemulsi terlalu banyak untuk dicantumkan di sini, namun Emulsifier dan Detergen McCutcheon adalah sumber yang sangat baik untuk daftar yang lebih lengkap.
Emolien
Mayoritas emolien yang digunakan dalam perawatan pribadi dan barang-barang kecantikan adalah lemak dan minyak, juga disebut lipid. Gemuk atau lemak hewan terutama terdiri dari asam stearat dan palmitat dengan panjang rantai karbon masing-masing 18 dan 16. Banyak perusahaan kosmetik besar bergerak menjauh dari bahan berbasis hewani seperti lemak ke bahan berbasis sayuran terbarukan. Minyak kelapa dan minyak inti sawit sering digunakan. Beberapa karakteristik kunci yang diperlukan dalam emolien yang baik adalah sifat penyebaran yang baik, toksisitas /iritasi kulit yang rendah dan stabilitas oksidatif yang baik. Asam oleat, konstituen utama dari minyak zaitun memiliki stabilitas oksidatif yang buruk karena adanya ikatan rangkapnya. Lemak dan minyak dianggap jenuh jika mereka tidak memiliki ikatan ganda. Minyak tidak jenuh seperti minyak zaitun memiliki ikatan ganda yang dapat bereaksi dengan oksigen, terutama ketika dipanaskan. Proses oksidasi dapat menghasilkan warna dan bau di lipid yang menyebabkan mereka menjadi tengik dan tidak dapat digunakan.
Emolien berbasis minyak bumi seperti petroleum jelly dan minyak mineral ditemukan dalam banyak formulasi karena mereka tidak mengandung ikatan ganda atau gugus fungsi reaktif. Minyak silikon seperti siklometikon, dimetikon sering ditambahkan untuk meningkatkan kelicinan dan emoliensi (Lihat Gambar bawah).
Minyak yang mengandung asam lemak esensial tingkat tinggi, EFA, dihargai karena kemampuannya untuk mengisi lipid (minyak) yang ditemukan secara alami di dalam lapisan kulit. Asam linoleat adalah contoh dari PUS. Alkohol rantai panjang, juga disebut alkohol lemak, berguna sebagai emolien dan stabilisator emulsi. Kelompok hidroksil polar mereka berorientasi pada fase air dengan rantai lemak mereka yang berorientasi pada fase minyak. Ester dari alkohol lemak dan asam lemak menghasilkan emolien yang sangat baik karena reaktivitasnya yang rendah dan stabilitas yang baik.
Lanolin, berasal dari wol domba, sering disebut lemak wol. Lanolin telah digunakan selama berabad-abad karena itu komposisi unik sterol kompleks, alkohol lemak, dan asam lemak. Kolesterol, molekul siklik yang disebut sterol, adalah komponen utama. Kelompok hidroksil polar dari sterol dan alkohol memungkinkan lemak menyerap dan menahan air. Kulit terutama terdiri dari air, minyak dan emolien yang tak terhitung jumlahnya digunakan untuk menyehatkan dan melindunginya.
Pelembab
Perbedaan utama antara pelembab dan emolien adalah kelarutannya dalam air. Kulit yang sehat membutuhkan kelembaban. Pelembab umumnya merupakan bahan polar yang bersifat higroskopik, mereka memegang air. Alat penting untuk menilai efisiensi pelembab adalah ruang lingkup yang tinggi. Ini mengukur kehilangan air transepidermal atau ( transepidermal water loss ) TEWL. Setelah pelembab diterapkan ke kulit, tingkat kelembaban dicatat. Setelah beberapa menit, tingkat kelembapan akan berkurang karena kecenderungan alami kulit untuk melepaskan kelembapan dari waktu ke waktu. Kandungan yang dapat mempertahankan tingkat kelembaban yang tinggi di lapisan atas kulit selama beberapa jam dapat mengurangi laju hilangnya air. Glycerin adalah bahan yang sangat hemat biaya yang digunakan untuk membantu mengurangi TEWL. Sorbitol, sukrosa, glukosa, dan gula lainnya juga biasa digunakan untuk menghidrasi kulit. Aloe, yang mengandung campuran polisakarida, karbohidrat, dan mineral, adalah pelembab yang sangat baik. Ketika kulit menjadi lebih kering di bulan-bulan musim dingin, mungkin perlu untuk memasukkan bahan-bahan yang lebih baik menutup kelembaban di kulit.
Lilin
Lilin terutama terdiri dari ester rantai panjang yang padat pada suhu kamar. Siapa pun yang pernah mencelupkan jari ke dalam lilin cair telah mengalami sifat menutupnya. Beberapa lilin yang umum digunakan dalam kosmetik adalah lilin lebah, candelilla, carnauba, polietilena, dan parafin. Titik leleh lilin sangat bervariasi tergantung pada komposisi unik dan panjang rantai. Umumnya digunakan dalam pelembab bibir dan pelekat, lilin berfungsi sebagai agen penataan, memberikan pelekat cukup menempel serta sifat penghalang. Dengan menggabungkan lilin dengan sifat berbeda seperti bersinar tinggi, fleksibilitas, dan kerapuhan, kinerja kosmetik yang optimal dapat dicapai. Seringkali lilin dikombinasikan dengan minyak yang kompatibel untuk mencapai kelembutan yang diinginkan. Kompatibilitas umumnya ditentukan dengan mengukur kekeruhan dan tingkat pemisahan dua bahan yang tercampur bersama di atas titik leburnya. Lilin sangat berguna dalam krim tangan dan emulsi maskara karena sifatnya yang tebal dan tahan air.
Pengental
Dengan memasukkan cukup banyak lilin ke dalam lotion tipis, krim tebal dapat dibentuk. Banyak pengental adalah polimer. Selulosa, polimer serbuk halus yang di ulangi. Unit D-glukosa, mengembang di air panas menciptakan jaringan gel. Karbopol, asam poliakrilat, membengkak ketika dinetralkan. Benton clay membengkak ketika struktur mereka, menyerupai setumpuk kartu, dibuka melalui gerakan mekanis. Karagenan, pektin, dan getah kacang belalang adalah contoh dari pengental kosmetik yang juga digunakan dalam beberapa makanan seperti jeli, salad buah.
Bahan aktif
Bahan yang bekerja secara fisiologis di dalam kulit atau membantu melindungi kulit dari serangan juga disebut bahan aktif. Istilah “cosmeceuticals” yang diciptakan oleh dokter kulit terkenal Dr. Albert Kligman, mengacu pada produk yang ada di antara kosmetik dan obat. Meskipun kosmetik, dengan definisi hukum, hanya dapat berfungsi untuk mempercantik dan melindungi permukaan kulit, banyak produk kosmetik dapat ditampilkan untuk menembus lapisan kulit kulit untuk memastikan perubahan fisiologis.
Asam buah adalah contoh dari bahan aktif. Juga disebut alpha hydroxyacids atau AHA, mereka memiliki kemampuan untuk menembus kulit, di mana mereka dapat meningkatkan produksi kolagen, elastin, dan zat intraseluler sehingga meningkatkan penampilan kulit. Ribuan kosmetik aktif digunakan untuk mempengaruhi kulit dalam berbagai cara. Mereka digunakan untuk meringankan, mengencangkan, dan mengencangkan kulit. Mereka dapat digunakan untuk menekan keringat seperti dalam kasus aluminium klorohidrat. Asam salisilat dan benzoyl peroxide adalah bahan penting karena aktivitas anti jerawat (gambar bawah)
Beberapa bahan aktif ditambahkan ke perawatan kulit untuk melindungi kulit dari lingkungan. Dimethicone dan petrolatum adalah contoh pelindung kulit.
Tabir surya
Tabir surya adalah kelas senyawa yang melindungi kulit dari radiasi ultraviolet. Panjang gelombang antara 290nm dan 400nm sangat merusak kulit. Kemampuan tabir surya untuk menyerap atau memantulkan panjang gelombang yang merusak ini dinilai oleh SPF atau faktor perlindungan terhadap sinar matahari. Misalnya seseorang yang dilindungi dengan tabir surya faktor-15 akan dapat tinggal di bawah matahari lima belas kali lebih lama daripada jika tidak terlindungi. Octyl methoxycinnamate, oktil salisilat, titanium dioksida, dan avobenzone adalah beberapa tabir surya topikal yang penting. Mereka dapat diklasifikasikan sebagai tabir surya UVA atau UVB tergantung panjang gelombang yang mereka serap. Benzophenone 4, filter UV yang larut dalam air, umumnya digunakan untuk melindungi warna produk kosmetik.
Warna
Pigmen dan pewarna digunakan dalam produk untuk memberi warna. Titanium dioxide (TiO2) adalah pigmen putih yang ditambang. Dalam kombinasi dengan oksida besi ditambang dan sintetis alami, yang berkisar dalam warna dari merah, kuning, hitam dan coklat, tergantung pada tingkat oksidasi dan hidrasi, berbagai warna dapat diproduksi yang akan cocok untuk hampir setiap warna kulit. Bubuk wajah diproduksi dengan memadukan oksida dan pengisi anorganik. Pengisi yang inert, umumnya bahan murah seperti kaolin, talc, silika, dan mika yang digunakan untuk memperluas dan sepenuhnya mengembangkan warna. Serbuk yang ditekan seperti eyeshadows dan blusher dibuat dengan memadukan bahan pengikat tambahan seperti minyak dan seng stearat dan menekan campuran ke dalam wadah
Eyeshadows dan lipstik sering mengandung pigmen pearlescent yang biasa disebut mutiara. Mutiara berkilau dan memantulkan cahaya untuk menghasilkan banyak warna. Mereka disiapkan dengan mengendapkan lapisan tipis warna pada trombosit tipis mika. Memvariasikan ketebalan warna yang disimpan mengubah sudut cahaya dibiaskan melalui komposit, menciptakan warna yang berbeda.
Pigmen organik digunakan untuk mewarnai lipstik dan eyeshadows. Ketika organik diendapkan pada substrat mereka disebut pigmen danau. Istilah danau mengacu pada laking atau presipitasi garam organik ke substrat logam seperti aluminium, kalsium, atau barium. Mereka disebut D & C (obat dan kosmetik) dan FD & C (makanan, obat dan kosmetik) warna. Beberapa contoh adalah danau kalsium D & C Merah # 7 dan danau aluminium FD & C Yellow # 5. Pewarna seperti FD & C Biru # 1 dan D & C Kuning # 10 mudah larut dibandingkan dengan pigmen, yang tidak larut. Pewarna bermanfaat dalam memberikan warna untuk lotion, minyak, dan sampah
Pengawet
Sebagian besar produk kosmetik memerlukan penambahan pengawet untuk mencegah kontaminasi mikroba dan ketengikan. Parabens dan ester dari asam parabenzoic adalah yang paling umum digunakan karena efektivitasnya terhadap bakteri gram positif. Phenoxyethanol digunakan untuk melindungi terhadap strain gram negatif. Ahli kimia kosmetik umumnya akan menggunakan campuran pengawet untuk melindungi terhadap strain bakteri yang berbeda serta ragi dan jamur. Antioksidan seperti tokoferol (vitamin E) dan BHT juga ditambahkan untuk mencegah oksidasi bahan sensitif serta melindungi kulit dari kerusakan radikal bebas