Исследовательская работа на тему:

«

Изменения свойств и структуры волос в процессе их окраски»

.

Выполнил: мастер п\о Малик Л.Г.

г. Вилючинск

2019 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………..…3

1. Теоретическая часть научно исследовательской работы………………4

2. Экспериментальная часть научно исследовательской работы ………..5

3. Окончательные выводы и рекомендации…………..……………….…..9

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………….14

ВВЕДЕНИЕ

2

Вашему вниманию представлена научно-исследовательская работа

“Изменение свойств и структуры волос в процессе их окраски”. Выбранная

тема, безусловно, актуальна: одной из важнейших задач современности

является, сохранение здорового образа жизни, а вопрос влияния химических

красителей на волосы человека недостаточно изучен.

Актуальность

выбранной темы объясняется массовым использованием химических

препаратов для окраски волос, содержащих перекись водорода и наносящих

непоправимый вред здоровью. Новизна, объясняется отсутствием

аналогичных научных исследований в области парикмахерского искусства:

все знают, что красить волосы химическими препаратами вредно, но никто

не задавался целью это исследовать и научно доказать.

Цель работы: привлечь людей к одной из проблем, поставленных

современной жизнью.

Объект исследования: волосы.

Предмет исследования: химических процессы, происходящие во

время окраски и влияние их на структуру и свойства волос.

Задачи:



расширить теоретические знания по химии, биологии и

парикмахерскому искусству;



освоить цифровую установку “Архимед”;



ознакомить с устройством микрометра и правилами работы

с ним;



построить графики зависимости времени окраски и

концентрации используемых красок от толщины и структуры волос по

результатам исследований и анализировать полученные результаты;



выполнить презентацию.

Для исследовательской работы были использованы следующие

приспособления и материалы:



кисточки;



фольга для окраски волос;

3



оксигент ESTEL PRINCESS ESSEX – 3%, 6%, 9 %, 12 %;



обесцвечивающая пудра для волос ESTEL PRINCESS

ESSEX;



цифровая установка “Архимед”;



секундомер;



микроскоп.

Обесцвечивающая пудра для чистоты эксперимента выбрана одного

вида, она наиболее востребована для осветления и обесцвечивания волос. Все

исследования проводились при полном соблюдении правил техники

безопасности в лаборатории по парикмахерскому искусству.

1. Теоретическая часть научно исследовательской работы

Волосы характеризуются следующими физическими свойствами:

густотой, длиной, толщиной, эластичностью, жесткостью, прочностью,

пористостью, формой, упругостью и гигроскопичностью.

(Ученые доказали, что самый большой риск разрушения волос

вследствие химического воздействия на них - в возрасте от 13 до 17 лет).

Практически все современные красители волос, а также составы для

химической завивки используются вместе с перекисью водорода.

В 1818 году

французский химик Луи Жак Тенар открыл перекись водорода, которой тут

же нашлось применение в медицине, биологии и парикмахерском искусстве.

Перекись водорода – очень близкая родственница воды и по своей

химической формуле отличается от неё только одним лишним атомом

кислорода. Но этот лишний атом придает перекиси свойства, очень сильно

отличающие её от обычной воды.

2.

Экспериментальная часть научно - исследовательской

работы

Для проведения исследований были использованы здоровые и

окрашенные волосы разных возрастных категорий, которые мы разделили на

три группы в зависимости от их толщины:

4



толстые (толщиной 85-100 мкм),



средние (толщиной от 70 до 85 мкм),



тонкие (толщиной 50-70 мкм).

Толщину волос до и после окраски замеряли микрометром, время –

секундомером. Толщина волос во всех образцах замерялась в нескольких

точках, на графиках звездочкой *обозначены средние значения толщины

каждого, отдельно взятого образца. Контроль изменения внешнего вида

образцов до и после окрашивания проводился визуально, изменение

структуры луковицы, чешуйчатого и коркового слоев волоса – под

микроскопом, изменение жесткости, прочности, эластичности образцов – на

ощупь.

На графикке 1 представлена зависимость времени окрашивания

здоровых волос от их толщины смесью 6 % оксигента и обесцвечивающей

пудры для волос ESTEL PRINCESS ESSEX. Толстые волосы обозначены

красным цветом, средние – синим, тонкие – зеленым. Из данных

построенного графика прослеживается прямо пропорциональная зависимость

между временем окраски волос и толщиной образца: чем толще волосы, тем

дольше длится его окраска. Звездочкой * обозначен каждый, отдельно взятый

образец волос.

График 1. Зависимость времени окрашивания волос от толщины волос

На графике 2 представлена зависимость времени окрашивания

здоровых волос от их толщины смесью 9 % оксигента и

обесцвечивающей

5

пудры для волос ESTEL PRINCESS ESSEX. Толстые волосы обозначены

красным цветом, средние – синим, тонкие – зеленым. Из данных

построенного графика прослеживается прямо пропорциональная зависимость

между временем окраски волос и толщиной образца: чем толще волосы, тем

дольше длится его окраска. Звездочкой * обозначен каждый, отдельно взятый

образец волос.

График 2. Зависимость времени окрашивания здоровых волос от их

толщины

На графике 3 представлены результаты исследований окрашивания

здоровых волос разной толщины смесью 12 % оксигента и пудрой для

обесцвечивания ESTEL PRINCESS ESSEX. Толстые волосы обозначены

красным цветом, средние – синим, тонкие – зеленым. Из данных

построенного графика прослеживается прямо пропорциональная зависимость

между временем окраски волос и толщиной образца: чем толще волосы, тем

дольше длится его окраска. Звездочкой * обозначен каждый, отдельно взятый

образец волос.

6

График 3. Зависимость времени окрашивания волос от их толщины

В таблицу 1 внесены все данные графиков 1-3, т.е. результаты

зависимости концентрации используемой перекиси водорода и времени

окраски от толщины здоровых волос, полученные эмпирическим путем.

Таблица 1. Данные графиков 1-3

Тип волос

Время

окраски 6%

оксигента и

порошка для

осветления,

мин.

Время окраски

9% оксигента и

порошка для

осветления,

мин.

Время окраски

12% оксигента

и порошка для

осветления

волос,

мин.

Волосы здоровые,

гладкие, блестящие,

толстые (85-100

мкм)

38-46

20-30

16-24

Волосы здоровые,

гладкие, блестящие,

средние (70-85 мкм)

26-38

18-28

12-20

Волосы здоровые,

гладкие, блестящие,

тонкие (50-70мкм)

20-32

10-18

5-16

Структура здоровых волос после окраски изменилась. Измеряя

толщину волос после окраски микрометром, мы убедились, что она

увеличилась. Визуальный контроль внешнего вида волос и рассмотрение их

под микроскопом после первого же окрашивания показали: волосы потеряли

свою эластичность, прочность, имели тусклый и нездоровый вид.

Рассмотрение образцов под микроскопом показало изменение структуры

луковицы, утолщение коркового слоя стержня, увеличение пористости.

На графике 4 показаны кривые зависимости концентрации перекиси

водорода от толщины здоровых волос в процессе окраски смесью оксигента

и пудрой для обесцвечивания

ESTEL PRINCESS ESSEX. Толстые волосы

обозначены красным цветом, средние – синим, тонкие – зеленым. Для

исследований были взяты концентрации перекиси водорода 6%, 9%, 12 %.

7

График 4. Зависимость концентрации перекиси водорода от толщины

здоровых волос

На графике 5 показаны кривые зависимости концентрации перекиси

водорода от толщины ранее окрашенных, тусклых и больных волос в

процессе окраски их смесью оксигента и пудрой для обесцвечивания ESTEL

PRINCESS ESSEX Толстые волосы обозначены красным цветом, средние –

синим, тонкие – зеленым.

График 5. Зависимость концентрации перекиси водорода от толщины

окрашенных волос

В таблицу 2 внесены данные графиков на рисунках 4 и 5.

Таблица 2. Данные графиков

Тип волос в

Предельно допустимые

8

зависимости от

толщины

Характеристика волос

концентрации

перекиси водорода, %

Волосы толстые

Здоровые, блестящие

8 - 18

Волосы толстые

Поврежденные, окрашенные

или осветленные, тусклые

6 - 12

Волосы средние

Здоровые, блестящие

8 - 15

Волосы средние

Поврежденные, окрашенные

или осветленные, тусклые

8 - 10

Волосы тонкие

Здоровые, блестящие

6 - 12

Волосы тонкие

Поврежденные, окрашенные

или осветленные, тусклые

6 - 8

Изучая данные таблицы 2, полученные эмпирическим путем, можно

сделать выводы:

1.

Концентрация перекиси водорода в краске для мелирования

здоровых волос самая большая.

2.

При вторичной и последующей окраске волос необходимо

уменьшать концентрацию перекиси водорода - ближе к нижнему пределу,

указанному в таблице 2. Время окрашивания при этом увеличится, что мы

доказали ранее, но сам процесс будет более щадящий для волос.

В таблицу 3 внесены значения изменения толщины разных типов волос

до и после окрашивания. Замер толщины проводился микрометром в разных

участках образца. В таблицу вносилось среднее значение толщины каждого,

отдельно взятого образца. Итак, окрашенные волосы становятся толще от 2

до 5 % по отношению к первоначальной толщине. Тонкие волосы

утолщаются значительно больше. Изучение волос проводилось визуально, на

ощупь, образцы исследовались под микроскопом. Измерение толщины

производилось микрометром. Для всех типов волос наблюдается изменения

внешнего вида после окрашивания: внешне волосы выглядят сухими,

тусклыми, безжизненными, наблюдается иллюзия увеличения густоты волос

9

за счет увеличения их толщины; на ощупь становятся более сухие, менее

эластичные; увеличивается жесткость волос; уменьшается их прочность.

Таблица 3.

Значения изменения толщины разных типов волос до и после

окрашивания

№

образц

а

Толщина до

окраски,

мкм

Толщина после

окраски, мкм

Увеличение

толщины в %,

приблизительно

1

85

87

2

2

87

89

2

3

90

92

2

4

95

97

2

5

98

100

2

6

75

77

3

7

78

80

3

8

80

82

2

9

83

85

2

10

85

87

2

11

50

53

5

12

55

57

5

13

56

59

5

14

68

70

4

15

72

74

3

Наблюдения под микроскопом показали увеличение пористости волос,

изменение первоначальной структуры луковицы, стержня, коркового слоя.

10

В таблице 4 представлены основные типы и механизмы реакций при

мелировании волос смесью оксигента 6 %, 9 %, 12 % и пудрой для

обесцвечивания ESTEL PRINCESS ESSEX.

Таблица 4. Зависимость рН красящей смеси для мелирования от

концентрации перекиси водорода

Концентрация

перекиси

водорода,

полученной

разбавленной

пергидроля

водой (расчет

по правилу

креста)

Основная реакция

Описание реакции

Испытания на установке « Архимед»

6 % Н

2

О

2

Н

2

О

2

+ Н

2

О Н

2

О

2

*

Н

2

О-Qккал (6)

2Н

2

О

2

+ Revolon = О

2

+ 2Н

2

О

2 +

Q

ккал (7)

Реакция

эндотермическая,

рН=4,59

среда кислая

Реакция кислотно-

восстановительная

эндотермическая,

среда щелочаня

рН=8,75

9 % Н

2

О

2

Н

2

О

2 +

Н

2

О Н

2

О

2 *

Н

2

О – Qккал (8)

2Н

2

О

2

+ Revolon = О

2

+ 2Н

2

О

2

+

Qккал (9)

Реакция

эндотермическая,

рН=5,30

среда кислая

Реакция кислотно-

восстановительная

эндотермическая,

среда щелочня

рН=9,3

11

12 % Н

2

О

2

Н

2

О

2

+ Н

2

О Н

2

О

2

* Н

2

О – Qккал

(10)

2Н

2

О

2

+ Revolon = О

2

+ 2Н

2

О

2

+ Q

ккал (11)

Реакция

эндотермическая,

рН=6,34

среда кислая

Реакция кислотно-

восстановительная

эндотермическая,

среда щелочня

рН=9,6

Из данных таблицы, полученных эмпирическим путем, можно сделать

следующие выводы:

1.

Реакция ( реакции 6, 8, 10) взаимодействия перекиси водорода с

водой (при приготовлении составов необходимой концентрации

использовался расчет по правилу креста) – эндотермическая, обратимая;

среда – кислая.

2.

Реакция окрашивания волос смесью (реакции 7, 9, 11) оксигента и

пудрой для обесцвечивания ESTEL PRINCESS ESSEX - также окислительно-

восстановительная, но экзотермическая; идет при температуре тела, т.е. при

нагревании, среда - щелочная;

3.

При повышении температуры равновесие в экзотермической

реакции смещается в сторону исходного вещества, в эндотермической -

вправо (принцип Ле-Шателье);

4.

При увеличении концентрации перекиси водорода наблюдается

уменьшение ее кислотности (рН изменяется от 4,59 до 6,34);

5.

При увеличении концентрации оксигента и пудрой для

обесцвечивания ESTEL PRINCESS ESSEX показатель щелочности среды

возрастает (рН возрастает от 8,75 до 9,6), что оказывает очень вредное

воздействие на волосы.

6.

В щелочных растворах процесс разложения пероксида водорода

ускоряется и сопровождается нежелательным выделением кислорода. Это

приводит к повреждению волоса.

3. Окончательные выводы и рекомендации

12

1. Выбор способа окраски волос зависит от их структуры и состояния

кожи головы.

2. Выбор препаратов для окраски волос и их концентрация зависят от

типа и цвета волос.

3. Концентрация используемой перекиси водорода в красителе зависит

от толщины и состояния волос.

4. Все химические красители оказывают сильное воздействие на

волосы.

5. В щелочных растворах процесс разложения пероксида водорода

ускоряется и сопровождается нежелательным выделением кислорода, что

приводит к сильному повреждению волоса.

6. Чем темнее и толще волосы, тем больше концентрация перекиси

водорода в краске.

7. Чем лучше состояние волос, тем дольше процесс окраски волос.

8. В результате окраски волосы теряют блеск, эластичность, прочность,

становятся более пористыми, изменяется структура луковицы, коркового

слоя, стержня. Луковица может полностью разрушиться. Самый большой

риск разрушения - в возрасте от 13 до 17 лет. В процессе окраски создается

иллюзия увеличения густоты волос за счет временного увеличения толщины

волос, особенно тонких.

Для сохранения красоты и здоровья волос рекомендуется использовать

натуральные или оттеночные красители, не содержащие перекись водорода.

Проводить окрашивание только профессиональными и качественными

красителями у профессиональных мастеров. Следовать их советам.

Рекомендуется использовать укрепляющие маски, делать массаж головы,

придерживаться советов медиков о рецептах правильного питания. Если Вы

будете придерживаться этих советов и рекомендаций, Ваши волосы будут

очень долго здоровыми и красивыми!

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

13

1.

Бондарева О.И. “Особенности работы с Цифровой лабораторией

“Архимед”, М., 2017 г.

2.

Власов ПР.И. “Парикмахерское искусство”, М. Высшая школа,

2018 г.

3.

Гутыря Л.Г. “Парикмахерское искусство”, М., 2018 г.

4.

Ильина Т.В. “История парикмахерского искусства”, М., Высшая

школа, 2018 г.

5.

Морозов И.В., Болталин А.И., Карпова Е.В. Учебное пособие для

студентов 1 курса “Неорганическая химия”, из-во Московского Университета

им. Ломоносова, 2017.

6.

Панченко О.А. “Стрижки, мелирование, прически”, Санкт-

Петербург, 1017 г.

7.

Сорокина Л.Н. “Парикмахер широкого профиля”, Высшая школа,

М., 2018 г.

8.

Толстой Н.И., Усачев В.В. “Волосы” том 1, М., 2016 г., стр. 420-

424.

14