Перейти к содержимому
Белки наших с вами волос очень любят воду. Поэтому молекулы воды связаны в структуре волос, и влияют на их физические свойства. Давайте рассмотрим влияние воды на волосы людей разных национальностей.
Начнем с волос людей кавказской национальности. У каштановых кавказских волос содержание воды составит 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 (поскольку волосы африканского происхождения не были в наличии в количестве, необходимом для анализа). Содержание влаги в кавказских волосах находилось в диапазоне от 6,86 до 12,89% при 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 волос, быстро испаряются при нормальной температуре около 50 — 70ºC. Молекулы воды, глубоко внедренные в структуру волос, испаряются при температуре от 150 до 170ºC, тогда как белки денатурируют и отрываются от волос при нормальной температуре около 240-255ºC.
Белки волокон гидрофильные (то есть любят воду) по отношению к воде, и после смачивания они могут удерживать до 30% воды, пропорционально от своей сухой массы. В случае сухих волос с относительной влажностью ниже 5% вода связывается с гидрофильными участками белков, которые являются аминокислотами. При относительной влажности от 5 до 75% 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 зависит от происхождения волокон волос. Например, афроамериканские волосы поглощают меньше воды, чем европейские и азиатские типы волос. Волокно африканского происхождения имеет меньшую корковую субстанцию и белковую матрицу из-за своей крайне неправильной природной формы и, следовательно, притягивает меньше влаги.
Набухание волос в воде
Рисунок 2.2 Набухание волосяных фибрил в воде
В волосах людей присутствуют кератиновые волокна, которые набухают в воде в зависимости от их диаметра. При набухании волокна его диаметр значительно увеличивается, а длина немного уменьшается. Когда волокна волос погружаются в воду, для набухания им достаточно пяти-шести 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 максимума 20% его диаметра за 20 минут, как показано на рисунке 2.2.
Так же волокна набухают еще больше в растворах гидроксида калия и гидроксида гуанидина. Когда волокна сильно раздуваются в щелочных растворах, они имеют тенденцию терять свою эластичность. Другими словами, чем больше набухание волокон, тем выше потеря эластичности волокон. Контроль набухания под воздействием щелочных растворов поможет уменьшить потерю эластичности.
