Kemian opetuksen keskus Oppilaan ohje HIUSTEN KEMIAA · Kemian opetuksen keskus Helsingin yliopisto Hiusten kemiaa Oppilaan ohje HIUSTEN KEMIAA OSA I Sampoon päätavoite on pestä

Kemian opetuksen keskus

Helsingin yliopisto Hiusten kemiaa

Oppilaan ohje

HIUSTEN KEMIAA

OSA I

Sampoon päätavoite on pestä hiukset ja päänahka puhtaaksi hiestä, liasta, rasvasta sekä

hoitoaineiden ja muotoilutuotteiden jäämistä. Pestävien hiusten pinta-ala on 4-8 m2. Pesun

hoitavat pinta-aktiiviset, puhdistavat aineet eli tensidit. Tensidimolekyylin toinen pää on

rasvaliukoinen ja toinen vesiliukoinen.

Kun sampoossa olevat tensidit joutuvat rasvaisten

hiusten ja veden kanssa tekemisiin, seuraa ilmiö,

jossa tensidimolekyylit saartavat rasvan ja lian

muodostaen misellejä niiden ympärille, jolloin

rasva irtoaa hiuksesta.

Misellit syntyvät, kun tensidimolekyylin rasvaliukoiset päät asettuvat

toinen toisensa viereen rasvan ja lian suuntaisesti (kuvassa näkyvät

keltaiset osiot) ja vesiliukoiset päät veden suuntaan (kuvassa näkyvät

valkoiset pallot). Tensidimolekyylien avulla lika ja rasva saadaan

irtoamaan. Muodostuneet misellit sitovat rasvan ja lian sisäänsä kuljettaen

ne virtaavan veden mukana viemäriin.

Samalla tavalla toimivat myös suihkugeelien sisältämät tensidit. Puhdistavien

ominaisuuksiensa lisäksi tensidit muodostavat vaahtoa sekä stabiloivat tuotteen rakennetta

ja parantavat viskositeettia.

Sampoilla on puhdistavien ominaisuuksiensa muitakin funktioita. Sampoisiin voidaan lisätä

hiuksia hoitavia aineita tai johonkin iho-ongelmaan, kuten hilseeseen vaikuttavia aineita.

Koska sampoon koostumuksesta suurin osa on herkästi pilaantuvaa vettä, tarvitaan myös

säilöntäaineita. Näitä ovat esimerkiksi Methylisothiazolinone, Imidazolidinyl urea, DMDM

hydantoin, Methylparaben tai Phenoxyethanol. Jotta sampoon koostumus olisi miellyttävä,

eikä tuotetta valuisi pesussa hukkaan, lisätään tuotteeseen myös koostumukseen vaikuttavia,

paksuntavia aineita. Lisäksi sampoon pH:n tulee olla sopiva (yleensä hieman hapan, kuten

hiuksetkin). Lisäarvoa sampoille tuovat väriaineet, hajusteet ja helmiäiset.

Oletko koskaan miettinyt, miksi toisella sampoolla tulee natisevan karheat hiukset ja toisella

liukkaat ja pehmeät?



Oppilaan ohje

TARVIKKEET JA REAGENSSIT:

Kotoa tuotuja/opettajan tuomia sampoita

pH – paperia (tai pH – mittareita)

hanavettä

TYÖN KULKU:

Tutustu ryhmän kanssa saamiinne sampoopakkauksiin. Minkälaista sampoota pakkaus

mainoksen mukaan sisältää?

Tutustu sampoon ainesosaluetteloon (INCI). Kirjoita sampoon ”lupaus” ja INCI listan aineet

jotka tunnistat taulukkoon.

Ensimmäisenä listalla on todennäköisesti nimi Aqua eli vesi, koska sitä on tuotteessa eniten.

Tiesitkö, että sampoosta yli 80 % on vettä, johon muut sampoon raaka-aineet liuotetaan. Kaikki,

sampoossa käytettävät raaka-aineet pitää nimetä ainesosaluetteloon eli INCI – luetteloon.

Ainesosien nimet ovat kaikkialla maailmassa samoja, tieteellisiä, INCI -nimiä. Siksi

sampoopullossa ei lue aineiden nimiä suomeksi. Esimerkiksi vehnäproteiini on INCI – nimeltään

Triticum vulgare protein.

Tutki sampoota tarkemmin kaatamalla sitä hieman kämmenellesi. Miltä sampoo näyttää ja

tuoksuu? Kaada kämmenelle hieman vettä ja vaahdota sampoota. Minkälaista vaahtoa

syntyy? Kirjaa sampoon ominaisuuksia taulukkoon.

Mittaa eri sampoiden pH:t pH-paperilla ja kirjaa ne ylös. Mittaa lopuksi hanaveden pH ja

kirjaa sekin ylös.



Oppilaan ohje

Sampoon

nimi

Mitä pakkauksessa

kerrotaan sampoosta?

Mitä tuttuja aineita

löysit INCI:stä?

Ominaisuudet (paksuus,

vaahtoavuus, väri,

tuoksu jne.)

pH

Hanaveden pH: ________

KYSYMYKSIÄ

Laske mittaamiesi sampoiden pH:n keskiarvo:

Olivatko sampoot happamia vai emäksisiä?



Oppilaan ohje

Poikkesiko joku tuote selvästi muista koostumukseltaan tai pH -arvoltaan?

Mikäli vastasit kyllä, mikä tähän poikkeamaan voisi olla syynä?

Miten hanaveden pH poikkesi sampoiden pH – arvoista?

Jos olisit kemisti ja suunnittelisit uutta sampoota, olisiko sampoon pH:lla mielestäsi

merkitystä? Jos olisi, niin miksi?

Miten voisit muuttaa sampoon pH:ta happamammaksi tai emäksisemmäksi?



Oppilaan ohje

OSA II

Joskus on saattanut käydä niin, että kemiallisen käsittelyn tai pesun jälkeen hiuksista on

tullut oudon tuntuiset. Hiukset voivat olla ihan lässähtäneet, todella kuohkeat, pörröiset,

sileät tai vaikka karheat. Mikäli teit osan I, huomasit varmaan, että monilla sampoilla on

samankaltainen pH. Tässä työssä tutkitaan, miten happamat ja emäksiset olosuhteet

vaikuttavat hiuksen rakenteeseen.

TARVIKKEET JA REAGENSSIT

5 n. 10 cm pituista, pikkusormen paksuista hiustupsua.

Teippiä, jolla saa hiustupsun sidottua toisesta päästä

4 pientä keitinlasia

liuokset, joiden pH – arvot ovat 2, 6, 10 ja 12. Yksi ryhmä tarvitsee noin 20 ml

liuosta/hiusnäyte

hanavettä

hiustenkuivaaja

mikroskooppi tai suurennuslasi

kello

TYÖNKULKU

Ota viisi kappaletta 10 senttimetrin pituista, noin pikkusormen paksuista hiustupsua.

Huom. Vertailtavuuden vuoksi olisi hyvä jos kunkin ryhmän testikappaleet olisivat

samoista hiuksista.

Sido jokainen hiustupsu teipillä toisesta päästään. Merkitse hiustupsut kirjoittamalla

teippeihin: Käsittelemätön, pH 2, pH 6, pH 10 ja pH 12. Jätä toinen pää vapaaksi.

Merkitse keitinlasien ulkopuolelle pH 2, pH 6, pH 10 ja pH 12. Kaada kuhunkin astiaan 20

millilitraa sopivaa liuosta.

Kasta kullekin pH – liuokselle tarkoitetut hiustupsut sopiviin liuoksiin ja jätä vaikuttamaan

10 minuutin ajaksi.



Oppilaan ohje

Tutki sillä aikaa käsittämättömien hiusten rakennetta.

Tunnustele hiuksen pintaa. Kirjoita havaintosi kustakin hiustukosta oheiseen

taulukkoon.

Laita hius kahden sormen väliin ja venytä varovasti. Voit mitata venyvyyttä myös

viivoittimen avulla.

o Terve hius venyy noin 30 %. Epäterve hius venyy vain vähän tai ei

ollenkaan. Hyvin vahingoittunut hius katkeaa.

Jos käytössäsi on mikroskooppi, tutki hiuksen rakennetta sen avulla. Voit

tarkastella hiusta myös suurennuslasilla. Kirjaa havaintosi oheiseen taulukkoon.

Ota hiustupsut pois liuoksesta ja huuhtele ne vedellä huolellisesti tiskialtaan tai ison astian

päällä. Voit antaa hiustupsujen kuivua seuraavaan kertaan esimerkiksi paperin päällä tai

nopeuttaa kuivaamista hiustenkuivaajan avulla. Varo polttamasta sormiasi ja pidä

hiustenkuivaaja kaukana vesipisteestä!

Tutki käsittelyjen vaikutus hiuksiin kuten tutkin käsittelemättömiä hiuksia.

pH Hiuksen rakenne

(karhea, kova, pehmeä…)

Venyvyys Mikroskooppinen rakenne

(piirrä)

käsitte-

lemätön

hius

2

6

10

12



Oppilaan ohje

KYSYMYKSIÄ:

Mikä testattavista hiustupsuista tuntui karheimmalta ja kovimmalta?

Mikä pH vaikuttaisi kaikkein parhaimmalta hiuksen rakenteen kannalta?

Mitkä muut tekijät vaikuttavat siihen, minkälaiset hiuksista tulee käsittelyn jälkeen?

Miten hiustuotteiden kemiallisten ominaisuuksien ymmärtäminen voi auttaa tuotteiden

suunnittelussa ja valmistuksessa?



Oppilaan ohje

OSA III

Proteiinit ovat isoja molekyylejä, jotka muodostuvat, kun useat eri aminohapot järjestyvät

pitkäksi ketjuksi. Aminohappojen väliset vetovoimat vääntävät ketjun tiettyyn

kolmiulotteiseen muotoon. Hiusten tärkeä rakenneaine on keratiini -niminen proteiini.

Keratiini ei liukene veteen, mutta se pystyy sitomaan vettä, jolloin hius turpoaa ja pehmenee.

Keratiini rakentuu erilaisista aminohapoista. Yksi näistä aminohapoista on kysteiini.

Kysteiini sisältää rikkiä ja muodostaa toisten kysteiinimolekyylien välille rikkisiltoja.

Rikkisiltojen muokkaamisella voidaan vaikuttaa hiuksen muotoon. Permanenttiaineiden

käyttö perustuu rikkisiltojen katkaisuun ja uudelleenmuokkaamiseen.

Ennen permanenttia hius kastellaan. Kastelu saa aikaan vetysidosten katkeamista. Märkä

hius käsitellään emäksisellä permanenttiaineella. Emäs, kuten esimerkiksi ammoniakki saa

hiuksen pinnan karheammaksi, jolloin varsinainen permanenttiaine pääsee vaikuttamaan ja

rikkisillat alkavat katkeilla. Tiesitkö, että permanenttiaineet, joista yleisin on Ammonium

tioglykolaatti (INCI pakkauksessa: Ammonium thioglycolate), ovat samoja, joita käytetään

ihokarvojenpoistoaineissa? Ihokarvojen katkeaminen perustuu tarpeeksi vahvaan

konsentraatioon ja sopivanpituiseen vaikutusaikaan. Mitä mahtaisikaan tapahtua, jos

permanenttiaine olisi liian kauan hiuksissa?

Permanenttiaine levitetään yleensä rullattuihin hiuksiin. Kampaaja käy välillä tarkistamassa,

että kiharasta tulee sopiva, eikä aine vaikuta liian kauan. Vaikutusajan loputtua hius

kastellaan. Vesihuuhtelun avulla hiuksen emäksisyys ja rikkisiltojen katkeamisprosessi

vähenee. Jotta kiharasta saadaan pysyvä, hius täytyy vielä huolellisesti huuhdella

happamalla, hapetetta sisältävällä liuoksella. Hapetteena käytettävän vetyperoksidin (INCI

Kysteiini Kahden kysteiinin välinen sidos



Oppilaan ohje

pakkauksessa: Hydrogen peroxide) avulla rikkisillat muodostuvat uusiin paikkoihin. Hapan

liuos vähentää hiuksen karheutta ja pinnasta tulee sileän tuntuinen. Permanentin jokaisessa

vaiheessa on noudatettava äärimmäistä huolellisuutta. Siksi permanentti tulee aina tehdä

pakkauksessa olevan, valmistajan antaman ohjeen mukaan. Permanentti- ja kiinniteaineiden

konsentraatio, vaikutusaika ja hiusten kunto vaikuttavat siihen, millainen kiharasta tulee.

Myös veden ja lämmön avulla on mahdollista saada hius kiharalle. Hiuksen tilapäinen

kihartuminen perustuu hiuksessa olevien vetysidosten katkeamiseen ja

uudelleenmuodostumiseen. Koska vetysidokset ovat heikkoja sidoksia, kampaus ei kestä

kovinkaan kauaa.

POHDITTAVAKSI ENNEN TYÖTÄ

Miten luulet permanenttiaineen vaikuttavan hiuksen rakenteeseen? Entä kuntoon?

Ovatko permanenttiaineet happamia, emäksisiä vai neutraaleja?

Ammoniumtioglykolaatti Vetyperoksidi



Oppilaan ohje

REAGENSSIT

permanenttiainetta

hapetusainetta

pH paperia

tislattua vettä

TARVIKKEET (/pari tai ryhmä)

3 hiustupsua, mielellään samoista hiuksista (pikkurillin paksuisia n.10 cm pitkiä)

2 kapeaa puutikkua tai papiljottia (mahduttava koeputkeen)

kumirenkaita

4 pientä koeputkea ja koeputkiteline

kello

viivoitin

mikroskooppi tai suurennuslasi

hiustenkuivaaja tai vetokaappi

TYÖN SUORITUS

Nimeä puutikut kirjaimin A+C, B+D. Kieritä hiustupsu puutikun ympäri ja kiinnitä se

kumirenkaalla puutikkuun.

Laita koeputkiin seuraavat liuokset ja merkitse sisältö putkeen.

A. permanenttiliuos

B. permanenttiliuos

C. hapetinliuos

D. hapetinliuos

Laita putkiin A ja B yksi hiustupsu puutikkuineen. Pidä näytettä putkissa 10 minuuttia.

Tutki sillä aikaa käsittelemättömien hiusten rakennetta.

Tunnustele hiuksen pintaa. Kirjoita havaintosi kustakin hiusnäytteestä oheiseen

taulukkoon.

TYÖTURVALLISUUS JA JÄTTEIDEN

KÄSITTELY

Käytä suojahanskoja, -laseja ja takkia!

Permanentti ja hapetusaineen käytössä

pitää käyttää varovaisuutta.

Huuhtele kaikki roiskeet heti runsaalla

vedellä! Tarvittaessa lääkäriin!



Oppilaan ohje

Laita hius kahden sormen väliin ja venytä varovasti. Voit mitata venyvyyttä myös

viivoittimen avulla.

o Terve hius venyy noin. 30 %. Epäterve hius venyy vain vähän tai ei

ollenkaan. Hyvin vahingoittunut hius katkeaa.

Jos käytössäsi on mikroskooppi, tutki hiuksen rakennetta sen avulla. Voit

tarkastella hiusta myös suurennuslasilla. Kirjaa havaintosi oheiseen taulukkoon.

Huuhtele näytettä A hyvin juoksevan veden alla. Laita hiusnäyte tämän jälkeen 5

minuutiksi putkeen C.

Siirrä hiusnäyte B suoraan putkeen D ilman huuhtelua välissä.

Poista näytteet liuoksista ja huuhtele niitä juoksevan vesiliuoksen alla.

Ota tikusta kaksi hiusta ja tutki märkien hiusten rakennetta kuten ennen käsittelyä.

Kuivaa varovasti näytteitä hiustenkuivaajalla.

Poista lähes kuivat tai kuivat hiusnäytteet tikuistaan. Merkitse oheiseen taulukkoon hiusten

ominaisuudet.

A+C

huuhtelu käsittelyjen

välissä

B+D

ilman huuhtelua

Käsittelemätön

hius

Hiuksen rakenne

(kihara, suora, sileä,

väri…)

Hiusten venyvyys

Hiusten rakenne

mikroskoopilla

Märkä hius

käsittelyn

jälkeen

Hiuksen rakenne

Hiusten venytys

Hiusten rakenne

mikroskoopilla



Oppilaan ohje

Kuiva hius

käsittelyn

jälkeen

Hiusten rakenne

Hiusten venytys

Hiusten rakenne

mikroskoopilla

KYSYMYKSIÄ

Miten hiusten huuhtelu vedellä permanentin eri vaiheissa vaikuttaa permanentin

onnistumiseen tekemäsi tutkimuksen perusteella?

Miksi märkä hius venyy kuin kuminauha, mutta kuiva ei?

Tiesitkö, että hiuksella on erinomainen kyky imeä vettä eli hius on hygroskooppinen. Tätä

ominaisuutta voidaan käyttää hyväksi ilmankosteusmittareissa, joiden toiminta perustuu hiuksen

rakenteen venymiseen ja kutistumiseen ilmassa olevasta kosteuspitoisuudesta riippuen.

LÄHTEET JA LISÄLUETTAVAA:

Päivi Kousa, Pro Gradu – tutkielma: Kosmetiikan kemia kontekstuaalisen oppimisen

apuvälineenä.

http://www.kosmetiikankemiaa.com

Lampiselkä, J., Sorjonen, T., Vakkilainen, K-M., Aroluoma, I., Kanerva, K.,

Karkela, L., Mäkelä, R. 2006. Kemisti 4: Metallit ja materiaalit. Helsinki:

Werner Söderström osakeyhtiö.

http://www.helsinki.fi/kemia/opettaja/ont/Kousa_P_2014_progradututkielma.pdf

http://www.helsinki.fi/kemia/opettaja/ont/Kousa_P_2014_progradututkielma.pdf

http://www.kosmetiikankemiaa.com/

Documents

Kemian opetuksen keskus Oppilaan ohje HIUSTEN KEMIAA · Kemian opetuksen keskus Helsingin yliopisto Hiusten kemiaa Oppilaan ohje HIUSTEN KEMIAA OSA I Sampoon päätavoite on pestä