Вода – неотъемлемая часть волос

Белки наших с вами волос очень любят воду. По этому молекулы воды связаны в структуре волос, и влияют на их физические свойства. Давайте же рассмотрим влияние воды на волосы людей различных национальностей.

Начнем с волос людей кавказской национальности. У каштановых кавказских волос содержание воды будет составлять от 6,0 до 13,6% при относительной влажности от 29,2 до 70,3%. Я решил использовать необработанные кавказские волокна волос для определения содержания в них воды при различных значениях влажности. Данный метод вычисления количества влаги в волосах, требует 4 г пучков для каждого измерения. Результаты моего исследования показаны на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1: Содержание влаги в волосах людей кавказской национальности  при различной влажности от 30% до 80%.

Мы исследовали влияние влажности воздуха на влажность волос, на примере кавказских волос (так как волос африканского происхождения не было в наличии в количестве необходимом для анализа). Содержание влаги в кавказских волосах находилось в диапазоне от 6,86 до 12,89% в диапазоне влажности от 30 до 70%. Эти значения  показывают что при вычислении влажности волос будет иметь место прямо пропорциональная зависимость.

Волокна в волосах африканского происхождения содержат меньше воды или влаги, чем их волосы кавказского аналога. Волокна, при относительной влажности 65% и нагретые до 200 ° C, показывают, что волосы африканского происхождения имеют влажность 10,54% по сравнению с волосами кавказского происхождения, которые имеют влажность 11,39%. Бразильские волосы, имеют 10,53% влаги в аналогичных условиях. Молекулы воды, которые слабо связаны с поверхностной структурой волоса, быстро испаряются при температуре около 50 – 70ºC. Молекулы воды, глубоко внедренные в структуру волоса, испаряются при температуре от 150 до 170ºC, в то время как белки денатурируют и отрываются от волос при температуре около 240-255ºC.

Белки волокон гидрофильны (то есть любят воду) по отношения к воде воду, и после смачивания они могут удерживать до 30% воды, пропорционально от своего сухого веса. В случае сухих волос с относительной влажностью ниже 5% вода связывается с гидрофильными участками белков, которые представляют собой аминокислоты. От 5 до 75% относительной влажности вода образует более слабые связи, такие как водородные связи с белками. При относительной влажности выше 75% вода образует скопления молекул которые собираются вместе. Степень связывания воды также зависит от происхождения волокон волос. Например, афроамериканские волосы поглощают меньше воды, чем европейские и азиатские типы волос. Волокно африканского происхождения имеет меньшие корковое вещество и белковый матрикс из-за своей крайне неправильной природной формы и, следовательно, притягивает меньше влаги.

Набухание волос в воде

Рисунок 2.2 Набухание волосяных фибрилл в воде

           В волосах людей присутствуют кератиновые волокна, которые набухают в воде относительно их диаметра.  При набухании волокна его диаметр увеличивается в значительной степени, а длина  немного уменьшается. Когда волокна  волоса погружаются  в воду, для набухания им достаточно   пять-шесть минут, а затем набухание уменьшается, как показано на рисунке 2.2. Набухание волокон волос значительно увеличивается, когда волокна погружены в растворы постоянных волн, содержащие тиогликолят аммония и аммиак. Аналогичным образом, когда волокна погружают в 0,5 N раствор гидроксида натрия, набухание волосяных волокон достигает максимум 20% его диаметра за 20 минут, как показано на рисунке 2.2. Точно так же волокна набухают еще больше в растворах гидроксида калия и гидроксида гуанидина. Когда волокна сильно раздуваются в щелочных растворах, они имеют тенденцию пропорционально терять свою эластичность. Другими словами, чем выше разбухание волокон, тем выше потеря эластичности волокон. Контроль набухания под  воздействием  щелочных растворов может помочь уменьшить потерю эластичности. Некоторые из хорошо известных средств против набуха