Физические свойства волос

 

К физическим свойствам волос относятся: прочность, эластичность, способность впитывать воду и электропроводность.
Волосы очень прочны и обладают высокой устойчивостью против механических, биологических и химических воздействий.
Устойчивость к механическим воздействиям выражается в том, что нельзя, например, сплющить волос, ударяя по нему молотком, а для его разрыва требуется относительно большая сила. Волос разных людей может выдержать нагрузку от 50 до 160 г. Эти значения значительно изменяются с возрастом, так как волосы новорожденного очень тонкие, а цепи кератина у пожилых людей обнаруживают меньшую связность, что приводит к уменьшению сопротивления волоса нагрузке и растяжению.
Вследствие растяжения волос удлиняется, особенно если он насыщен водой, например, во влажной атмосфере. Под влиянием влаги форма волоса может изменяться, однако это всегда обратимое явление. Накручивание сухих волос вокруг жесткой оси (например, на шпульки или бигуди) вызывает их неполную и непрочную завивку. Завивка получается более прочной, если накручивать мокрые волосы.
Устойчивость к биологическим воздействиям заключается в значительной сопротивляемости волос загниванию.
Устойчивость к химическим воздействиям представляется следующим образом: волосы полностью устойчивы к действию кислых веществ, которые могут даже увеличивать их стойкость по отношению к другим факторам, однако, плохо реагируют на действие щелочей и окисляющих средств.
Основные средства (основания и щелочи) больше влияют на структуру прочность волоса и могут в определенной степени изменять его форму. Снижение прочности волоса под действием щелочей зависит от характера и концентрации последних. Например, 5-процентный раствор нашатырного спирта вызывает относительно малое повреждение, а 20-процентный — заметное повреждение корневого влагалища (зубчатый ущерб). Аналогичный эффект дает 2-процентный раствор углекислого натрия. 70-процентный раствор нашатырного спирта или 10-процентный раствор углекислого натрия вызывают уже более серьезные изменения, разрушая наружное корневое влагалище волоса и расщепляя волос продольно, что значительно увеличивает его ломкость. 20-процентный раствор углекислого аммония приводит к растворению волоса (наступают изменения в стержне).
Щелочи усиливают способность волос абсорбировать воду. При этом волосы могут в два-три раза увеличить свой объем. При натягивании и закручивании волоса щелочи могут привести к необратимому изменению его формы. Из этого вытекает возможность перманентной завивки. Следовательно, действие щелочей облегчается благодаря пористости волоса и его способности впитывать воду. Обесцвеченные волосы, следовательно, более пористые, требуют применения для перманентной завивки значительно более слабых составов с меньшей концентрацией щелочных средств.
Один из французских авторов указывает, что волос, который впитал 100% воды, требует при завивке только однопроцентного щелочного раствора, а волос, впитавший 10% воды — 10- процентного раствора.
Прочность волоса почти не изменяется под действием холодной завивки, а при горячей перманентной завивке она может значительно уменьшаться. Например, критическая нагрузка при холодной перманентной завивке уменьшается на 15%, при теплой — 20%г, а при горячей — на 60%.
Окисляющие (обесцвечивающие) средства могут вызвать большие
или меньшие изменения. Под действием перекиси водорода волос
утончается, и поэтому она иногда применяется для удаления с кожи
пушковых волос. Обесцвечивающие средства, применяемые слишком часто или во время болезни, приводят к тому, что волосы становятся менее эластичными, более пористыми и ломкими, а также
трудными для сушки. Их критическая нагрузка может уменьшаться
примерно до 35 г. Обесцвеченные волосы также не следует подвергать продолжительной завивке или же применять ее с большой
осторожностью. Теплая перманентная завивка может привести к обламыванию волос, поэтому ее можно проводить лишь, применяя
весьма слабые составы и значительно более низкую температуру, чем обычно. При холодной перманентной завивке завивочный состав тоже должен быть слабым и применяться в течение короткого времени.
Волосы обладают гибкостью и эластичностью — они удлиняются при растяжении и возвращаются в первоначальное состояние после снятия растягивающей силы. Особенно заметны эти свойства на мокром волосе. Сухой волос увеличивает длину при растяжении на 20—30%, а смоченный холодной водой — до 100%.
Под действием высокой температуры (водяного пара или кипящей воды) волос претерпевает существенные изменения: кроме потери эластичности его форма также подвергается устойчивому изменению. Волос, растягиваемый под действием водяного пара, после охлаждения не возвращается в первоначальное положение — его деформация становится необратимой. Если действию пара будут подвергаться завитые или накрученные на коклюшки волосы, то полученная форма завивки будет устойчивой даже после высушивания и охлаждения волос.
На этом свойстве волос основан принцип завивки. Слишком высокая температура или слишком продолжительное ее действие может привести к повреждению клеток коркового вещества волоса, волосы станут обламываться даже при малейшем натягивании.
В связи с этим иногда после горячей завивки или завивки щипцами
наблюдается снижение прочности волос. Эти повреждения появляются потому, что обычно операцию завивки производят на мокрых волосах. Во время повышения температуры вода, содержащаяся в волосах, превращается в пар, который вызывает расщепление волоса. Если же температура очень высока, то волосы могут обуглиться.
Человеческий волос обладает способностью впитывать воду и водяной пар, а также глицерин, животные и растительные жиры. Такие же вещества, как минеральные масла, производные нефти (вазелиновое масло и вазелин) не могут проникать внутрь волоса, а остаются на его поверхности. Эти свойства волоса определяют род жира, который должен применяться для производства различных лечебных средств и средств для ухода за волосами, а также способ их употребления.
Способностью волоса поглащать воду объясняются его многие важные свойства. Например, известно, что волос удлиняется или сокращается в зависимости от степени влажности окружающей среды. Волос может набухать, поглащая 10—25% воды; увеличение его объема может быть показателем его абсорбционной способности.
Уже сама степень влажности волоса может в значительной мере влиять на прическу.
Волосы обладают также абсорбционной способностью, т.е. способностью задерживать на своей поверхности пыль, благодаря покрывающему волосы кожному жиру.
Волосы при трении в сухом состоянии легко наэлектризовываются. Потирая волосы пластичным предметом можно даже получить искрение. Электрические свойства волос в значительной мере зависят от их индивидуальных особенностей.
Сила прилегания волоса к голове зависит от жизнеспособности корня и его прочности. Она измеряется усилием, необходимым для выдергивания волоса. Сила прилегания волос головы значительно больше, чем других волос, например, на туловище.
В заключение следует упомянуть о механизме изменений, происходящих в физических свойствах волос под действием различных факторов. Эти изменения вызываются, главным образом, изменениями структуры кератина.
Растяжение волоса вызывает переход а-кератина в 6-кератин (накручивание сухих волос на шпульки). Однако, если растяжение, осуществляемое механическим путем, прекращается, то 6-кератин немедленно возвращается в разновидность а, а волосы принимают свою первоначальную форму.
После смачивания волос частицы воды проникают внутрь волоса, что облегчает переход кератина в форму В, а также вызывает более медленный переход к разновидности (а, которая не может образоваться до тех пор, пока волос не лишится впитавшейся в него воды. Таким образом, происходит временное фиксирование завивки, которая удерживается только до тех пор, пока волос будет влажным. Это и есть теоретическое объяснение укладки волос волнами.
Действие водяного пара или кипящей воды, а также щелочных средств и восстановителей обуславливает химические преобразования кератина путем разрыва при помощи гидролиза связей типа соли и цистиновых мостиков, результатом чего являются новые связи, фиксирующие новую форму волоса. Род связей зависит от того, образовались ли они под действием только щелочных средств (принцип холодной перманентной завивки) или при совместном действии щелочных средств, высокой (температуры и влаги (принцип горячей перманентной завивки).
Если гидролиз заходит слишком далеко, то наступает повреждение кератина и разрыв цепей внутри частицы. Кроме того, кожный жир, пропитывающий волокна, омыляется щелочными средствами и образует род мыла, которое удаляется путем ополаскивания. При этом поверхность волоса теряет гладкость, а его цилиндрическая форма изменяется в овальную или другую форму.
Если перед расчесыванием волос будет обесцвечен и часть раствора перекиси водорода останется внутри его во время выполнения горячей продолжительной завивки, то действие высокой температуры может вызвать дальнейшее окисление, еще более разрушающее волос.