头发受损程度的评价方法探讨

An approach to the method of measuring hair damaged degree Zheng Lin (Dong Hua University，200050} 11殳6 Abstract T paperprovided ametl~od【o ev山 atethe f damageddegree-i e，the quantitative cletemfina~on of coppe ion adsorbed by the dar~ ged hair． At ce劬 ~ dltions(such as cccmentration and temperata~e of CuSO,solution for dippir,~g hair·and dipping time)．the quantity o{ooppe~ion adsorbeabythe damaged h~firIdamaged byNaOH sd ∞- ght and pet33xane~t wave)is proportional to the damaged degree． Keywot-ds：damaged b copperion，adsorptive capacity 摘 要 本文提 出了一种评价头发受损程度的方法．即通过测定头发对铜离子吸附量大小来评价头发的受损程 度。在一定的授泡浓度、授泡温度和授泡时间的条件下．通过测 定不同浓度碱损伤的头发和不同曰晒程度损 伤的头发以及不同烫发次数损伤的头发对铜离子的吸附量，得出了头发的受损程度可 用头发对铜离子吸 附量的大小来评价的结论。 关键词：墨塞亟笾 里堕 、 垦堕 拢 、喙 ． ，{爱 一 、前言 发用制品，特别是染发剂和冷烫精等对 头发有损伤，而护发制品则有保护和修复受 损头发的作用。如何评价发用制品对头发的 损伤程度及保护、修复受损头发的能力．对合 理选用发用制品相当重要。目前已有一些测 定头发受损程度的方法，如测定头发中胱氨 ·收稿 日期 1999—12—08 — 18 一 酸和半胱氨酸的含量_1 ：采用荧光光度计测 定色氨酸的分解率_2 ；用汞溴红对头发进行 染色[4】等。由于这 些方法都 需要较大型的 仪器及较大的投资．故受到一定的限制。美 国专利川介绍了一种方法，通过测定头发吸 附铜离子的量来间接征头发的受损程度。 其原理是当头发遇热或化学物质损伤时，毛 维普资讯 http://www.cqvip.com 第一期 头发受粕程度的评许方法探讨 甚第六十期 发中角朊分子相互 间的硫键被切断，从而使 头发带负电荷。若受损且带负电荷的头发浸 于 pH等于 9的硫酸 四氨合铜溶液中，则可 根据测定头发吸附铜离子量的多少来表征头 发的受损程度。 由于 pH等于 9的硫酸四氨合铜溶液本 身为碱性。对头发具有一定的损伤，故本文根 据东方人头发中含有优黑色素，而该色素富 集金属离子，在硫酸铜溶液中具有吸附铜离 子能力的特点，采用硫酸铜溶液浸泡受损头 发，通过测定受损头发对铜离子吸附量的大 小来表达受损头发的损伤程度 。由于时间仓 促，本文仅对测定条件等作了部分工作，如浸 泡时间、浸泡温度、浸泡浓度等的选择，同时 通过对不同浓度碱损伤的头发、不同 日晒程 度和不同烫发次敦受损头发进行铜离子吸附 试验．来验证本文提出方法的可行性。 =、仪器、药品、试样 1：药品 CuSO4·5HzO，化学纯。上海市浦明师范 化工厂 紫脲酸铵。纯，新中化学厂 氢氧化钠。分析纯，江苏金城试剂厂 2：仪 器 721分光光度计 上海第三分析仪器厂 3：试样 (1)未受损头发：用十二烷基硫酸钠洗涤 未经损伤的经混合取样后的头发，经 6次漂 洗后 自然晾干，放入下层盛有饱和氯化钠溶 液的容器内恒湿待用。 (2)不同受损程度头发：分别用 0．1、0． 25 0．50 0．75 1．0 1 25 1．50 1．75、2 0 2 50 g／t氢氧化钠溶液浸泡未受损头发，浸泡 时间为 l小时，浸泡温度为 30℃，然后取出， 漂洗 6次后 自然晾干。放入下层盛有饱和氯 化钠溶液的容器内恒湿待用。 (3)不同 日晒程度头发处理 ：分别取若干 组未受损头发，于晴天下 日晒(季度为 6月下 旬。平均气温 25．30℃．从上午 10：00至下午 3：oo)5小时，3日晒两天，三天⋯⋯，可分别 制备不同日晒时间(程度)头发若干组备用。 三、实验条件的选择 1：指示荆的选择 本文用 721分 光光度计测定铜离子浓 度，指示剂可选用紫脲酸铵和二甲酚橙，两者 均为对铜离子显色的水溶性指示剂，但 由于 紫脲酸铵的显色范围宽，颜色相差犬，灵敏度 高，故本文选用紫腺酸铵作为指示剂。 2：分光光度计波长选择 本文用 721分光 光度 计对 浓度 为 0． 002tool／1的硫酸铜溶液进行测定，分别选用 不同波长测定吸光度，结果如表 1所示。 表 1 不同波长铜离子嗳光度 波长(n玎1) 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 吸光度 A 0．22 0．32 0 44 0．55 0．68 0．75 0 76 0 74 0 64 0．46 波长(rim) 510 520 530 540 吸光度 A 0 26 0．12 0．05 0．016 若耙表 1数据 波长为横坐标，以吸光度 A为纵坐标作图，可得到波长～吸光度曲线图 1。 一 19 — 维普资讯 http://www.cqvip.com 香料 香精化 妆 品 + 从图 1可 看出，在波长 470nm 处．吸 光度最高．故本文实验时分光光度计波长选 为 470nm。 3：I作 曲线 配制不同浓度硫酸铜溶液，然后用 721 分光光度计分别测定它们的吸光度．结果如 表 2所示。 表 2 铜离子浓度与吸光度关系 A l 0．08 0 18 0 27 0．35 0 45 0 54 0．64 0 71 0 81 0．90 表中：C为铜离子浓度(molt1) A为吸光度 若将表 2数据以吸光度为纵座标，以铜 关系曲线，即工作曲线图 2。 离子浓度为横坐标可得吸光度与铜离子浓度 l 0 0 9 0·8 0_7 0．6 0 4 0 3 0_2 0 l l0 l5 20 25 30 C×10 (tool／1) 图 2：铜离子浓度 ～吸光度关系曲线 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 蜘 嗽 长 度 啪斑 枷 叭 渤 珊 渤 维普资讯 http://www.cqvip.com 第一期 头发受损程度的评许方法探讨 总第六十期 4：铜离子浸泡液浓度选择 于不 同浓度铜离子溶液 中 1小时．然后用 精确秤取约 0．5克用 2．0 l NaOH溶 721分光光度计在选定的实验条件下测定吸 液损伤的头发和未经损伤的头发．分别浸泡 光度，结果如表 3所示。 表 3 不同浓度铜离子浸泡液与头发对铜离子吸附量关系 C(mol／1) O O6 O 07 O O8 Ao AB CB ×10 (mo]／1) CB×10 (mo¨ ／g) Ax CK ×10 (moI／1) cE(x 10 (mo]·]-1／g) ( 一CB)×10 (mol-r ，g) l 02 0 99 0 206 0 4ll 0 74 l 784 3．569 3 158 l 40 1．3l 0．617 1 232 0 96 3 018 6．039 4．800 l 50 l 30 l 37 2 739 0 90 4 116 8 235 5．496 表中符号如下 ： — — 未浸泡头发 的硫酸铜溶液稀释 25倍 后测得的吸光度。 A ——浸泡未损伤头发的硫酸铜溶液稀释 25倍后测得的吸光度 AK——浸泡用 2．0g／I氢氧化钠溶液损伤头 发的硫酸铜溶液稀释 25倍后测得的吸光度。 cB ——未损伤头发对铜离子的吸附量(mod 1) CB——每克未受损头发对铜离 子的吸 附量(mol·1-1／g) cK ——受损头发对铜离子的吸附量(mol／1) cx——每克 受 损头 发 对铜 离 子 的吸 附 量 一 6 0 5．0 g 4 0 × 。 3．0 (tool·1-1／g) cB =( 一AB)×25×K CB=CB'／mB cK =( 一AK)×25×K CK CK ／ink 上式中：K——图 2工作曲线斜率的倒 数．为 2．744×10一。 mB、mx——分别为未受损头发和受损头 发的质量(g) 若将表 3数据以铜离子浸泡媛浓度为横 坐标，以(c 一cB)为纵座标作图，可得浸泡液 浓度与受损头发对铜离子吸附量的关系曲线 图 3。 浸 包液 踉度(m01／1) 图 3：铜离子浸泡液浓度与受损头发对铜离子吸附量关系曲线 维普资讯 http://www.cqvip.com 香料香精化妆品 二 O(9O牛三月 从图 3中可以看出．铜离子浸泡液浓度 为 0．08mol／1时，受损头 发对铜离子 吸附量 最大．故本文选铜离子浸泡液浓度为0．08,ml／1。 5、浸泡时 问选择 在上述确定的实验条件下，将受损头发 浸泡于 30"C、0．08mol／l硫酸铜溶液 中不同 的时间，然后分别测定它们的吸光度．并计算 相应的吸附量，结果如表 4。 表 4 不同浸泡时间与受损头发对铜离子吸附量关系 浸泡时间 t(TⅡin) 20 30 40 60 80 100 120 Ao 1．5 1．5 1．5 1．5 1．5 1．5 l 5 Az 1．0 0 93 0．9 0 88 0．87 0．87 0．87 x 10 (mol／1) 3．43 3．9l 4 116 4．253 4．322 4 322 4．322 cK x 10 (mot·r lg) 6．83 7 786 8．196 8．469 8 606 8．606 8 606 若将表 4数据以授泡时间 t为横座标， 以受损头发对铜离子吸附量 CK为纵座标作 ； 图．可得浸泡时间与受损头发对铜离子吸附 量关系曲线，见图 4。 图4 浸泡时间与受损头发对铜离子吸附量关系曲线 从图 4中我们可以看出，头发对铜离子 吸附量随浸泡时间增加而增加．但到 60min 后趋于饱和．故本文头发授泡于铜离子溶液 中的时间选为 60rain。 通过以上讨论．我们认为，测定头发受损 程度的实验条件为： (1)指示剂 ：紫脲酸铵 (2)分光光度计波长：470nm (3)铜离子授泡液浓度：0．08mol／1 (4)浸泡时间：60m[n (5)浸泡程度：30℃ 四、实验结果与讨论 l、不同受损程度头发与其对铜离子吸附量的 关系 将受不同浓度氢氧化钠溶液损伤的头 发 ．在前面确定的实验条件下浸泡于硫酸铜 溶液中，然后用 721分光光度计测定溶液的 吸光度，并计 算受损头发对铜离子的相应吸 附量，结果如表5所示。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第一期 头发受损程度的评价方法振讨 总第六十期 表5 不同受损程度头发对铜离子的吸附量 CNn{(g／1) 0 0 25 0 5 0．75 1．00 l 25 1 50 1．75 2．00 2 25 2 50 1 5O L ．50 1 50 1 50 1 50 1 50 1．50 1．50 l 50 1 50 1 50 1．30 1 25 1 2l 1．15 1 12 1．05 1．O1 0．96 0 90 0 87 0．80 cK X10 (mObq) 1．372 1．715 1 989 2．398 2．607 3 087 3 361 3．704 4 116 4．322 4 802 ×10 (tool-r‘／g) 2．794 3 493 4 052 4．883 5，309 6 287 6．846 7．545 8 383 8．802 9 780 表中，C 表示损伤头 的氢氧化钠溶 液的浓度( 】) 若将 上述实验结果以 c 为横坐标， 以cK为纵坐标作图，可得 cK～CN {关系曲 线图5。 0 0．25 0 50 0 75 1．00 1．25 1 50 1 75 2 00 2．25 2 50 (g／1 圈 5 CK～cN-州若系曲线 从图 5我们可以看出，损伤头发的氢氧 关系。故本文认为．受损头发对铜离子的吸 化钠溶液浓度越高，则受损头发对铜离子的 附量大小可以表示头发的受损程度。 吸附量就越高。而损伤头发的氢氧化钠溶液 为了验证氢氧化钠溶液对头发的损伤程 的浓度与头发的损伤程度有关，浓度越高，则 度，本文还对受不同浓度氢氧化钠溶液损伤 头发受损程度越大。所以图 5曲线实际上表 的头发进行强度试验，结果如表 6所示。 明了头发的受损程度与其对铜离子吸附量的 表6 不同浓度氢董他钠溶液损伤的头发强度试验结果 Cm。H(g／1) 0 0．1 0．5 1 0 1 ． 5 2．0 2．5 F×10 (g／ mm ) 2．6938 l 9048 1．4894 1．3867 1．2241 1．1750 1．1021 士 ． f CN．o．表示损伤头发的氢氧化钠溶渣的维度(g／1) l卜 表示受损头发的强度 (拉力)( llrlm2) 若将表 6数据以 F为纵座标，以 c 为横座标作图，可得图 6。 9 8 7 6 5 4 3 2 1 一 【．Ig 一 × 维普资讯 http://www.cqvip.com 香料香精化壮品 2．5 2 0 l 5 1 0 1 0 1 5 2 0 Croon ( 1) 2 S 崮6 F～c删 关系曲线 从图 6中可以看出，损伤头发的氢氧化 度越大的结论是正确的。 钠溶液的浓度越大，则头发的强度就越低，而 如果我们对表6中不同浓度氢氧化钠溶 头发的强度越低，说明头发的损伤程度就越 液损伤的头发再进行铜离子吸附试验 ， 测定 大，故此结论也验证了前面讨论的损伤头发 其相应的吸光度，并根据工作曲线计算各 自 的氢氧化钠溶液的浓度越高，则头发损伤程 的吸附量，结果如表7所示。 二、 专 E 暑 × 表 7 不同鲞度头发与其对铜离子吸附量的关系 。。 。。 ’。 。。。 。’ 。。。 。’ ‘。 。。。 ’ 1。 。。 ●。_ 。● 。-- 。_。 __ 。。_ 。_ _- 。_。 _- _。_ _。 -- 。_。 __ -。_ _。 _。 ___ 。_ 。_ __ __- — _ _ _ _ - — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — F×10 ( mm )J 2．6938 1．9048 1．695 1 4894 1 3867 L 2241 L 1750 1 1021 。。。。’。。。。’。 。。。。。 。。。。。～ i cK×10 (rno|‘1-1／g)I 2 794 3．050 3 493 4 052 s．3090 6．846 8．383 9 780 若将表 7数据以 F为横座标，以 cK为纵座标作图，得图 7。 10 ( 8 C 6 口 4．0 2．0 0 F×10 ( Ⅱu ) 图 7：不同鲞度头发对锕离子吸附量关系曲线 维普资讯 http://www.cqvip.com 第一期 头发受损程度 的评价方法探讨 总第六十期 从 图7中我们可以看出，头发的强度与 其对铜离子吸附量相关 ，强度越大，则吸附量 越小。而头发的强度大小表示了头发的受损 程度，故此曲线也证明了头发 的受损程度可 以用头发对铜离子的吸附量大小来评价的结 论是正确的。 2 日晒对 头发损伤试验 我们知道，紫外线可以破坏头发表层的 分子膜，令头发失去水份、干枯、开叉 、脆裂， 故太阳光 中的紫外线对头发具有较大 的损 伤。本文对若干组头发进行不同时间日晒试 验，并分别对它们进行铜离子吸附试验，实验 结果如表 8所示。 表 8 不同日晒程度头发对铜离子的吸附量 日晒时间 t(hr) 0 5 L0 15 20 25 30 1 50 L 50 1．50 1 50 L 50 L 50 L 50 Ax 1 30 1 26 1 23 1．19 1 16 1 14 1 12 ×10 (mol／1) L 372 1．646 1．852 2．127 2．332 2．47 2．607 cx x 10 (tool-r ／g) 2．733 3 279 3 689 4．235 4 645 4 919 5 192 若将表 8数据以日晒时间t为横坐标，以头发对铜离子的吸附量 为纵坐标作图．得图8。 1一 0 5 10 15 20 25 t(hr) 圉 8：不同 日晒程度f时间 )头发对铜离子的吸附量关系曲线 从图 8中可以明显看出，日晒时间越长， 即头发的受损程度越大．则受损头发对铜离 子的吸附量就越大。故 日晒试验的结果也进 一 步验证了头发的受损程度可以用其对铜离 子的吸附量大小来评价的结论。 3、烫发对头发损伤试验 冷烫精的主要成分是巯基 乙酸铵，它是 一 种很易损伤头发发质的碱性物质，当头发 用冷烫精处理时．不仅头发的角蛋 白的正常 分子结构发生变化．且多次烫发还会使头发 变黄、变枯、头发断裂。烫发次数越多，则头 发受损伤程度就越大。本文对几组头发试样 进行了不同次数烫发试验，每次烫发时用冷 烫精浸泡 20min，然后分别对不同烫发次数 的头发进行铜离子 吸附试验，实验结 果如表 9所示 。 0 0 0 0 0 0 0 O 0 9 8 7 6 5 4 3 2 l 维普资讯 http://www.cqvip.com 香料 香精化 特品 ： OOO 年三 月 表 9 不同烫发次数头发对铜离子的吸附量 烫发次数 n 0 1 2 3 4 l 50 1 50 1．50 l 50 1 50 AK 1 30 1 15 1．O1 0 89 O．80 CK ×10 (mol／1) 1．372 2．401 3．361 4 185 4 975 ×10 (mol—l-1／g) 2 742 4 800 6 720 8．366 9 586 若将表 9中数据以烫发次数 n为横座标，以头发对铜离子的吸附量为纵座标作图，得图9。 10 0 — 8．0 = 6 0 目 三 4 0 × 2．0 圉 9：不同烫发次数的头发对铜离子吸附量关系曲线 从图 9中我们可以看到，烫发次数越多， 也即头发受损伤程度越大，则头发对铜离子 的吸附量也就越大。所以烫发试验的结果也 再次验证了头发对铜离子的吸附量大小可以 表示头发的受损程度。 五、结论 通过对不同浓度碱损伤的头发、不 同日 晒程度头发及不同烫发次数头发进行铜离子 吸附试验的结果。本文认为： 1：头发的受损程度可 用头发对铜离子 吸附量的大小来评价，吸附量越大，则头发受 损程度就越大．反之亦然。 2：测定头发受损程度的实验条件为： (1)硫酸铜浸泡液浓度 ：0．08mol／I； (2)浸泡温度：3O℃： 4 (3)浸泡时间：60rain； (4)指示荆 ：紫脲酸铵 ； (5)72t分光光度计波长 ：470rim； 3：由于本文所提出的头发受损程度的测 定方法的验证还不够全面，因此今后还可通 过对不同年龄、不同性别、油性、干性头发 以 及不同种族、不同人种的头发样品作进一步 验证．也可以对不同温度损伤之头发和浸泡 液浓度等条件作进一步探讨。 参考赍料 1 S．Sandhu．et ．J．SOC，C。smet Chem 2．Gonzenhach， a1．19th IFSCC Congress，Vol 1：41 ～ 52 3 U．S．Pateat 4．510，250 4 P．Busch．et al C＆T，1996，111(4)：41～54 维普资讯 http://www.cqvip.com