燙發、染發是人為設計改變頭發的形狀和顏色,此過程與頭發的結構和組成密切相關。
頭發的結構和組成
頭發的結構
頭發的橫斷面從外到里可分為毛表皮、毛皮質、毛髓質等3個部分。如圖1所示,毛表皮又稱毛鱗片,由鱗片或瓦狀細胞組成,作為毛干的最外層,毛表皮內含有豐富的高硫蛋白,能抵御外界物理和化學因素的影響,對頭發內部的結構起重要保護作用;毛皮質緊密包裹在髓質的周圍,是毛干的主要成分,其主體是由2~3股α螺旋的角蛋白組成原纖維,再由許多原纖維纏繞形成小纖維,繼而組成大纖維,皮質纖維的多少直接決定頭發的粗細。此外皮質細胞基質中還含有色素顆粒,直接決定著頭發的顏色;毛髓質位于毛干的中心,它的主要任務是提高頭發的強度和剛性,同時保護頭部,防止紫外線的直接照射。
頭發的組成
頭發是由角質蛋白分子組成的角質纖維通過右螺旋的方式相纏繞而成。頭發的主要成分是α角蛋白,角蛋白分子在半胱氨酸的側鏈上有一個化學性質活潑的巰基,插在不同地方的2個半胱氨酸通過S—S的方式結合生成胱氨酸,相鄰2個肽鏈中的巰基基團反應生成二硫鍵而相互交聯,富含二硫鍵的交聯結構使得頭發有一定的形狀和韌性,為燙發提供了結構基礎。氫鍵是形成多肽鏈穩定結構的另一個重要因素,側鏈與側鏈間、及側鏈與主鏈之間均可以形成氫鍵。正是因為這些作用力的存在,簡單的肽鏈才會盤旋折疊形成具有特定的空間結構的蛋白質,頭發的生物結構和化學組成為燙發、染發提供了可能性。
染發&燙發
燙發原理
燙發是使用化學或物理方法使頭發中胱氨酸的二硫鍵吸收能量而斷鍵,繼而使用氧化劑氧化半胱氨酸形成新的胱氨酸,從而使頭發變成卷曲形狀或筆直形狀,化學燙發根據是否加熱可分為“冷燙”和“熱燙”。冷燙的燙發劑主要由堿劑、氧化劑與還原劑組成。在燙發時,為了使藥水順利進入皮質層,需先用堿劑將頭發的毛鱗片打開,然后,使用如巰基乙酸等還原劑通過其強的還原作用打開頭發多肽鏈之間的二硫鍵形成半胱氨酸基團,從而軟化發絲。然后將頭發繞在圓筒形發卷上,再用如過氧化氫等弱氧化劑,使二硫鍵在新的位置上重新形成,蛋白質鏈就按照發卷的形狀排列起來,頭發干燥后即形成所設計的形狀。熱燙,最早是由法國的馬爾塞爾哥拉德發明,將頭發繞在卷發杠上,然后用三乙醇胺等堿劑浸潤頭發,加熱10min左右,拿掉卷發杠子,洗去藥液即成型。熱燙過程中持續地加熱不僅會改變二硫鍵的排列,也會使得氫鍵喪失記憶而重新排列。從化學視角來看,燙發過程就是二硫鍵的斷裂和形成,頭發經過拉直或卷曲,多肽鏈間的二硫鍵容易出現錯位,原先斷開的二硫鍵不能全部接回,直接影響頭發中蛋白質的含量,且使得燙后發質脆弱易斷。
染發原理
染發的原理是通過染膏和雙氧奶打開頭發的毛鱗片,帶走不要的色素再添充需要的色素的過程。先前推文已有介紹本部分內容,感興趣者可以移步先前推文“染發知多少”。
燙發、染發的順序
綜合來看,燙發過程為二硫鍵的斷裂與形成,自然狀態下未損傷頭發的鱗片層排列緊密,經過燙發,毛鱗片結構變得疏松,鱗片層規整度降低。染發過程為染發劑透過鱗片層的空隙進入角質層與蛋白質作用,這會使鱗片無法恢復精密狀態,有輕微的剝蝕現象,與燙發相比損傷程度較小。燙發或染發對頭發造成的傷害在短時間內難以自然修復,故并不建議同時或者同天進行燙發和染發,一般是燙發后對頭發進行一定護理使毛表皮與毛干恢復到貼合狀態后再進行染發,兩者中間間隔3個月以上最好,且必須是先燙發后染發。假設先染發,染料分子經過氧化縮合以合適的大小與皮質層反應,從而改變頭發顏色。繼而在燙發過程中使用堿劑打開毛鱗片,一部分有色縮合物會脫離皮質層使得發色脫落,使得染發達不到預期效果。
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