Александр Кувватов – Химия цвета. Как работают красители на волосах. Научное объяснение окрашивания, осветления и удаления косметического цвета для парикмахеров (страница 9)

5.9. Окисление и образование хромофора

После смешивания красителя с окислителем начинается химическая цепочка.

Сначала малые молекулы прекурсоров и муфт должны попасть в доступные зоны волоса. Щелочная среда повышает набухание волокна и облегчает диффузию молекул через кутикулу и межклеточные участки [1], [2], [3].

Затем перекись водорода окисляет прекурсоры. Для p-phenylenediamine и родственных структур важной стадией является образование реакционноспособных quinonediimine-подобных промежуточных форм [1], [2], [3].

После этого окисленный прекурсор вступает в реакцию с муфтой. В результате формируется окрашенное соединение с системой сопряжённых связей. Именно такая структура способна поглощать часть видимого света и создавать воспринимаемый цвет [1], [2], [3].

Дальше реакция может продолжаться с образованием более крупных продуктов. В документах SCCP/SCCS по окислительным красителям отмечается, что в изученных системах могут формироваться димеры, тримеры и другие реакционные продукты [1], [2], [3].

Упрощённо это можно представить так:

прекурсор + H₂O₂ → окисленный прекурсор

окисленный прекурсор + муфта → окрашенный хромофор

Но в реальной формуле происходит больше. Если в составе несколько прекурсоров и несколько муфт, одновременно возникают разные реакционные пары. Одни реакции идут быстрее, другие медленнее. Одни продукты формируют глубину, другие — нюанс, третьи — плотность, четвёртые — оттеночную чистоту или приглушение [1], [2], [3].

Поэтому реакционная пара — это не готовая «формула цвета», а химическая возможность. Итог зависит от всей системы.

5.10. Почему стойкий цвет формируется внутри волоса

Стойкость окислительного окрашивания связана с двумя процессами.

Первый процесс — проникновение малых молекул. Прекурсоры и муфты относительно малы и способны диффундировать внутрь волоса до завершения реакции [1], [2], [3].

Второй процесс — образование более крупных окрашенных продуктов. После реакции они становятся менее подвижными и хуже удаляются при обычном мытье. Поэтому окислительный цвет держится дольше, чем большинство временных поверхностных красителей [1], [2], [3].

Исследование Kojima и соавторов с применением nanoscale secondary ion mass spectrometry показало, что хромофоры, образующиеся при окислительном окрашивании, могут локализоваться внутри волоса; при этом меланиновые гранулы в чёрных волосах являются важными зонами окрашивания [4]. Это подтверждает, что стойкий результат нельзя объяснить только поверхностным осаждением пигмента.

Однако стойкость не зависит только от размера молекулы. На неё влияют структура волоса, состояние кутикулы и CMC, пористость, повреждение, pH ухода, вода, ПАВы, УФ-воздействие и последующие химические процедуры.

5.11. Окислительный краситель одновременно создаёт цвет и меняет фон

Окислительное окрашивание часто совмещает два процесса.

Первый процесс — образование искусственного хромофора из прекурсоров и муфт.

Второй процесс — частичное изменение натурального меланина под действием перекиси водорода в щелочной среде [1], [2], [3].

Именно поэтому окислительный краситель может не только затемнять или изменять оттенок, но и частично осветлять натуральную базу. На натуральных волосах итоговый цвет является результатом наложения трёх факторов:

исходного натурального меланина;

степени его окислительного изменения;

искусственных хромофоров, образованных из прекурсоров и муфт.

Если натуральный фон изменился сильнее, чем предполагалось, результат может стать теплее или прозрачнее. Если искусственный хромофор получился слишком плотным для данной базы, цвет может стать темнее, мутнее или холоднее ожидаемого.

Поэтому окислительный краситель нельзя рассматривать как покрытие поверх волоса. Он меняет оптическую систему волоса изнутри.

5.12. Почему в реальном красителе образуется не одна окрашенная молекула

Большинство коммерческих окислительных красителей содержит несколько primary intermediates и несколько couplers. Это позволяет бренду создавать сложные натуральные, пепельные, бежевые, медные, красные и фиолетовые направления.

Если бы оттенок строился только на одной паре прекурсор + муфта, палитра была бы бедной, а результат — менее гибким. Реальные оттенки создаются сочетанием нескольких реакций. В документах SCCS по реакционным продуктам окислительных красителей подчёркивается, что во время окрашивания могут формироваться разные реакционные продукты, включая димеры и тримеры [1], [2], [3].

Для мастера это означает: в волосе формируется не «один коричневый пигмент», а набор окрашенных структур, который вместе даёт визуальный цвет. Именно поэтому оттенок может по-разному стареть: одни компоненты вымываются или изменяются быстрее, другие держатся дольше, а некоторые прямые пигменты могут вести себя отдельно от окислительной части.

5.13. Почему слово «полимеризация» нужно использовать осторожно

В парикмахерской практике часто говорят, что при окрашивании «пигменты полимеризуются». Это выражение удобно и частично помогает объяснить стойкость цвета: маленькие молекулы проникают в волос, затем становятся более крупными окрашенными структурами и хуже выходят наружу.

Но в строгом химическом смысле не каждый продукт реакции является настоящим полимером.

При окислительном окрашивании могут формироваться димеры, тримеры и другие реакционные продукты. Они действительно могут быть крупнее исходных прекурсоров и муфт, но это не всегда классическая полимеризация в смысле образования длинной повторяющейся цепи [1], [2], [3].

Поэтому в учебнике корректнее использовать такую формулировку:

В процессе окислительного окрашивания малые молекулы прекурсоров и муфт образуют более крупные окрашенные реакционные продукты, включая димеры, тримеры и хромофорные структуры.

Такое объяснение остаётся понятным мастеру, но не искажает химию.

5.14. Осторожная таблица реакционных направлений

Ниже приведена не рецептурная таблица, а учебная схема. Она показывает, какие оттеночные направления могут быть связаны с некоторыми типами сочетаний. Её нельзя использовать как гарантию результата на волосах.

Эта таблица должна читаться не как «рецепт», а как карта возможных направлений. В реальном красителе может быть несколько таких логик одновременно [1], [3], [6].

5.15. Почему таблицы прекурсоров и муфт могут быть опасны

Таблицы полезны для обучения, но опасны при неправильном использовании. Ошибка возникает, когда мастер видит ингредиент и делает слишком прямой вывод:

есть PPD — значит цвет будет чёрный;

есть resorcinol — значит будет коричневый;

есть 1-naphthol — значит будет фиолетовый;

есть p-aminophenol — значит будет медный;

есть direct blue — значит цвет будет холодный.

Такой подход не учитывает концентрации, сочетания, pH, окислитель, прямые пигменты, базу продукта и волосы.

Точнее мыслить иначе:

PPD может участвовать в создании плотных тёмных и коричневых направлений, но не определяет весь цвет один;

resorcinol может быть частью разных коричневых, нейтральных, тёплых или холодных систем;

1-naphthol может участвовать в фиолетовых и красно-коричневых направлениях, но результат зависит от пары;

p-aminophenol может участвовать в тёплых системах, но сам по себе не равен медному оттенку;

direct dyes могут усилить нюанс, но не всегда повышают стойкость и могут осложнить коррекцию.

Профессиональная таблица должна не закрывать мышление, а открывать вопросы.

5.16. Роль концентрации и соотношения компонентов

Одна и та же пара прекурсор + муфта может дать разный визуальный эффект при разных концентрациях.

Если концентрация прекурсора выше, может увеличиваться плотность и глубина реакции. Если меняется доля муфты, может смещаться оттеночное направление. Если в системе присутствуют другие couplers, реакция распределяется между несколькими путями. Если добавлены прямые пигменты, первичный визуальный эффект может стать ярче или холоднее, но вымывание может пойти иначе.

Поэтому производитель не просто «кладёт PPD и resorcinol». Он балансирует систему: количество каждого компонента, pH, растворимость, стабильность, совместимость, скорость реакции и профиль безопасности. Именно этим объясняется, почему профессиональная палитра является результатом химической разработки, а не механического смешивания нескольких базовых молекул.

5.17. Почему одинаковый оттенок может быть построен разной химией

Визуально два оттенка могут быть похожи. Например, два разных бренда могут иметь оттенок уровня 6 с холодно-коричневым направлением. Но химически они могут быть построены по-разному. Один продукт может опираться на PPD/PTD-систему с несколькими resorcinol-муфтами. Другой может использовать более современные производные, другую щелочную базу и добавленный direct blue или violet для первичной холодности. Третий может быть демиперманентным и иметь меньшую окислительную активность .

В день окрашивания все три результата могут выглядеть близко. Но через 10–15 моек они могут стареть по-разному. Один станет теплее. Другой потеряет холодный direct-компонент. Третий сохранит плотность, но даст более матовый остаток [1], [3], [6].