Los compuestos de amonio cuaternario son iones poliatómicos cargados positivamente. En cosmética, los QAC se agregan como agentes conservantes, debido a su capacidad para acondicionar el cabello y / o sus supuestos efectos sobre la piel, las uñas o los labios.
Sales cuaternarias de amonio
Los amonios cuaternarios más importantes en las formulaciones cosméticas son el cloruro de benzalconio, cloruro de estearalconio, cloruro de cetrimonio, bromuro de cetrimonio y cloruro de cetilpiridina.
Los cationes de amonio cuaternario se unen al tallo aniónico del cabello para mejorar el brillo y la peinabilidad al tiempo que disminuyen la estática y los enredos. La estructura química del grupo de amonio cuaternario es un átomo de nitrógeno central unido a cuatro grupos alquilo o arilo y un halógeno (por ejemplo, cloro). Los iones de amonio cuaternario son similares a las sales de amonio, pero son capaces de retener el carácter catiónico en ambientes extremadamente básicos.
A medida que se añaden sales de amonio a mezclas con un pH superior a 10, el nitrógeno se desprotona y la sal pierde su carga funcional. A diferencia del ion amonio y los cationes de amonio primario, secundario o terciario, los cationes de amonio cuaternario están cargados permanentemente, independientemente del pH de su solución.
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Sales cuaternarias de amonio de quinta generación
La quinta generación de sales cuaternarias de amonio resultan de mezclar la cuarta generación con compuestos complementarios. Se caracteriza por una eficiencia germicida superior a las generaciones anteriores, baja producción de espuma, y alta tolerancia en cargas proteicas y aguas duras. Además, es más noble con el medio ambiente y presenta una baja toxicidad para el ser humano. Por esas características es que el amonio cuaternario de quinta generación se convirtió en una de las opciones más utilizadas en la industria alimenticia y sanitaria, para eliminar levaduras, esporas, bacterias u hongos, entre otros.
Actividad antimicrobiana
Los QAC tienen un efecto antimicrobiano contra una amplia gama de microorganismos, incluidos bacterias, levaduras, mohos, algas y virus. Pueden inhibir la germinación de esporas bacterianas y el crecimiento de bacterias vegetativas, levaduras, mohos y algas. Su actividad inhibidora del crecimiento es mayor para las bacterias grampositivas y las algas, en comparación con bacterias Gram-negativas y mohos.
Los efectos letales e inhibidores de los QAC dependen en gran medida de factores ambientales. La eficacia se reduce a alta densidad microbiana y en presencia de material orgánico. El efecto antimicrobiano de QAC aumenta con el aumento de la temperatura y el tiempo de exposición y en presencia de quelantes, como EDTA.
Amonio cuaternario usos
Uno de los activos acondicionadores de uso más común en los productos cosméticos convencionales son los polyquats, polímeros policatiónicos. Otros son el cloruro de cetrimonio y el cloruro de behentrimonio. Ambos son agentes acondicionadores superiores. Su uso mejora la compatibilidad en húmedo y en seco, da volumen y cuerpo al cabello, y proporciona una buena acción antiestática, y las propiedades desengrasantes del cabello permiten un buen peinado en húmedo o en seco. Las pruebas de laboratorio han indicado que algunos de estos compuestos no se biodegradan fácilmente.
Los policuaternios convencionales y otros activos codificantes encuentran una aplicación particular en acondicionadores, champús, espumas, lacas, mascarillas, tintes para el cabello, lubricantes personales y soluciones para lentes de contacto. Debido a que tienen carga positiva, neutralizan las cargas negativas de la mayoría de los champús y las proteínas del cabello y ayudan a que el cabello permanezca plano. Sus cargas positivas también los unen iónicamente al cabello y la piel. Algunos tienen propiedades antimicrobianas conocidas y también se utilizan como agentes antiestáticos.
Policuaternarios utilizados en cosmética
Polyquaternium es la designación de la Nomenclatura Internacional de Ingredientes Cosméticos (INCI) para varios polímeros policatiónicos que se utilizan en cosméticos, especialmente en la industria del cuidado del cabello. Los poliquats son una variedad de formas poliméricas diseñadas que proporcionan múltiples moléculas de quat dentro de una molécula más grande. INCI ha aprobado al menos 80 polímeros diferentes bajo la designación de policuaternio. Los diferentes polímeros se distinguen por el valor numérico que sigue a la palabra “policuaternio”. Cada uno es un tipo de polímero químicamente diferente. Los números se asignan en el orden en que se registran y no por su estructura química.
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Amonio cuaternario en cosméticos naturales y orgánicos
Los compuestos cuaternarios de amonio mas utilizados en cosméticos naturales son:
- Tipos de guar: son polímeros acondicionadores muy populares derivados de la harina de guar. Están especialmente diseñados para aplicaciones de aclarado como champús, tratamientos para el cabello y productos de limpieza corporal. Es un polímero catiónico que proporciona los beneficios duales de acondicionamiento y viscosidad.
- Los tipos de inulina: son polímeros acondicionadores altamente activos basados en una polifructosa (inulina) de origen natural. Tiene excelentes propiedades de coacervación y deposición. Proporciona un efecto acondicionador intensivo, reducción de la fuerza de peinado del cabello e hidratación tanto en productos para el cabello como para el cuidado de la piel.
- Las proteínas vegetales cuaternizadas: Están hechas de varias plantas y son naturales y de origen botánico. La película formada por la proteína puede sellar la humedad para evitar la desecación causada por herramientas de peinado como secadores de pelo y planchas para rizar / alisar. Además de las de limón, hay muchas proteínas vegetales cuaternizadas, hechas de trigo, arroz, soja, amaranto y quinoa.
- El cloruro de diesteroiletil dimonio: es un éster quat basado en ácido esteárico de alta pureza. Los principales beneficios son que es un excelente agente acondicionador con una buena relación costo-rendimiento y proporciona una buena sensación de humedad al cabello. También actúa como emulsionante.
Amonio cuaternario y sus peligros
Los quats pueden irritar la piel y los ojos porque la molécula se adhiere con mucha fuerza a las células. La carga catiónica permanente permanece en el medio ambiente en la etapa final de la vida del ingrediente y puede adherirse a microorganismos, invertebrados y peces, lo que resulta en toxicidad para la vida acuática.
Estas moléculas son persistentes en el medio ambiente y cuanto más persisten, mayor es la posibilidad de que la toxicidad dañe esos ecosistemas y organismos. Siempre hay un componente de una molécula de quat, el grupo de amonio cuaternario, que debe obtenerse de una materia prima petroquímica.
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