Поверхностно-активные вещества – химические соединения, которые, концентрируясь на поверхности раздела фаз, вызывают снижение поверхностного натяжения.
Основной количественной характеристикой ПАВ является поверхностная активность – способность вещества снижать поверхностное натяжение на границе раздела фаз.

Однако, ПАВ имеет предел растворимости (так называемую критическую концентрацию мицеллообразования или ККМ), с достижением которого при добавлении ПАВ в раствор концентрация на границе раздела фаз остается постоянной, но в то же время происходит самоорганизация молекул ПАВ в объёмном растворе (мицеллообразование или агрегация). В результате такой агрегации образуются так называемые мицеллы.

Теоретически любое химическое соединение, имеющее в молекуле гидрофильные и гидрофобные участки, будет поверхностно активным. Однако в действительности только некоторые из них являются эффективными моющими средствами, стабилизаторамиэмульсий и пен, пленкообразователями и т. д. По своему применению ПАВ данного класса делятся на смачиватели, солюбилизаторы, эмульгаторы, моющие агенты, пенообразователи.

По химическим свойствам они разделяются на:

• анионные ПАВ – в водном растворе распадаются с образованием отрицательно заряженных ионов;
• катионные ПАВ – в водном растворе распадаются с образованием положительно заряженных ионов;
• амфотерные ПАВ – в водном растворе, в зависимости от рН среды, могут проявлять катионные (в кислой среде рН<7) или анионные (в щелочной среде рН>7) свойства;
• неионогенные ПАВ – в водном растворе не образуют ионов.

Упрощенно действие поверхностно активных веществ можно описать следующим образом: Благодаря тому, что ПАВ обладают поверхностной активностью, они снижают поверхностное натяжение воды, поэтому загрязнение лучше отстает от поверхности (кожи, волос). Что и обеспечивает перевод загрязнений в раствор, т. е. отмывку загрязнений. Происходит это благодаря тому, что молекула ПАВ имеете двойственную структуру один ее конец гидрофильный (т.е. любит воду) другой липофильный (т.е. любит жир).

Анионные поверхностно-активные вещества

Анионные поверхностно-активные вещества (с отрицательно заряженной – головкой) –  наиболее широко используемые моющие компоненты в косметике. Они недорогие, легки в приготовлении, и хорошо очищают. Кроме этого они легко смываются от волос, не образуя пленок и налета. Их моющий эффект одинаков как в холодной так и в горячей воде. Основной недостаток анионных ПАВ – в том, что они могут раздражать кожу. Для снижения раздражения в составы зачастую добавляют другие группы поверхностно-активных веществ.
Анионные ПАВ — это основные моющие компоненты шампуней, для получения эффекта эмульгирования их добавляют в красители.

Катионные поверхностно-активные вещества

Катионные поверхностно-активные вещества (с положительно заряженной головкой) – более слабые, как моющие вещества, чем анионные, и плохо вспениваются. Однако катионные ПАВ хорошо проявляют себя как кондиционирующие вещества для волос, придавая мягкость и послушность волосам. Они могут снимать отрицательный заряд с волос, чем обеспечивают антистатический эффект. Катионные ПАВ «утяжеляют» волос, делая его более послушным, облегчая расчесывание и укладку.

Так как катионные ПАВ имеют заряд противоположный анионным ПАВ, то ранее они не смешивались. Сейчас есть возможность компоновать их в одном флаконе, благодаря этому катионные ПАВ смягчают агрессивное действие шампуней, а в применении в качестве кондиционера могут нейтрализовать агрессивный эффект.
Катионные поверхностно-активные вещества наиболее часто встречаются в кондиционерах и масках для волос, так же шампунях для окрашенных волос и шампунях 2-в-1. Так же их можно встретить в детских шампунях «без слез», так как они не вызывают раздражения глаз.

Амфотерные поверхностно-активные вещества

Амфотерные поверхностно-активные вещества могут содержать положительную или отрицательную группу в зависимости от рН. При этом они могут вести себя как катионные ПАВ при более низких значениях рН и анионные – при более высоких значениях рН. Пена этих поверхностно-активных веществ умеренная и придает управляемость волосам. Кроме этого группа амфотерных ПАВ минимально раздражает кожу головы и способна снимать уже имеющееся раздражение. Амфотерные ПАВ в сочетании с анионными улучшают пенообразующую способность и повышают безвредность рецептур, а при соединении с катионными полимерами усиливают положительное воздействие кондиционирующих добавок, таких как силиконы и полимеры, на волосы и кожу. Анионные ПАВ получают из натурального сырья, поэтому это достаточно дорогие компоненты.
Амфотерные ПАВ можно встретить в шампунях для детей (не раздражают глаза), специальных шампунях для поврежденных и тонких волос, шампунях 2-в-1, красках для волос, окислителях, а так же масках и кондиционерах.

Неионные поверхностно-активные вещества

Неионные поверхностно-активные вещества, вторая самая популярная группа ПАВ после анионных поверхностно-активных веществ, обладают полярными головками. Они являются самыми мягкими из всех поверхностно-активных веществ и используются в комбинации с анионными поверхностно-активными веществами как вторичный очиститель, а так же загуститель и стабилизатор пены.
Неионные ПАВ встречаются практически во всей косметике для волос, так как хорошо компонуются со многими веществами.

Первое ПАВ – мыло – «живет» уже почти 4000 лет, однако с 1950х гг. его несколько потеснили моющие и чистящим средства на основе алкилбензолсульфоната. Тем не менее, в мире потребляется ежегодно 9 млн. т мыла.

Таким образом, мыло остается наиболее распространенным в мире ПАВ.