Polyquaternium: Chemie kationischer Polymere, Wirkungsmechanismus und Rolle in der Haarpflege

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In den INCI-Listen professioneller Shampoos, Conditioner, Masken und Stylingprodukte taucht nahezu systematisch eine Zahl mit dem Präfix „Polyquaternium“ auf. Polyquaternium-7, Polyquaternium-10, Polyquaternium-32, Polyquaternium-55 — hinter diesen Bezeichnungen verbirgt sich eine Familie kationischer Polymere mit unterschiedlichen Molekülarchitekturen. Wer ihre Unterschiede versteht, kann INCI-Listen intelligent lesen und erklären, warum ein Produkt anders konditioniert als ein anderes. Hairswiss analysiert.

Was ist ein Polyquaternium? Chemische Definition

Ein Polyquaternium ist ein wasserlösliches kationisches Polymer, das quaternäre Ammoniumgruppen (N⁺) entlang seiner Kette oder als Seitengruppen trägt. Die Dichte positiver Ladungen — ausgedrückt als kationische Ladungsdichte (meq/g) — bestimmt direkt die Affinität des Polymers zur Haarfaseroberfläche, die bei physiologischem pH (4,5–5,5) natürlich negativ geladen ist.

Die Zahlen nach dem Präfix „Polyquaternium“ sind keine Leistungsindizes oder Konzentrationsangaben — es sind einfache INCI-Registrierungsnummern, die chronologisch von der CTFA (Cosmetic, Toiletry, and Fragrance Association) vergeben wurden. Jede Nummer entspricht einer eigenen Polymerstruktur mit eigenem Molekulargewicht, Ladungsdichte und Funktionseigenschaften.

Adsorptionsmechanismus auf der Haarfaser

Die Haarfaser präsentiert bei neutral-saurem pH eine global anionische Oberfläche: die Carboxylat- (–COO⁻) und Sulfatgruppen (–OSO₃⁻) des Keratins sowie negativ geladene Aminosäurereste (Asparaginsäure, Glutaminsäure) setzen zugängliche anionische Stellen auf der Kutikulaoberfläche frei. Polyquaterniums, positiv geladen, adsorbieren dort durch elektrostatische Wechselwirkung: eine nicht-kovalente, aber unter kosmetischen Anwendungsbedingungen äußerst stabile Bindung.

Diese Adsorption ist substantiv: das Polymer bleibt nach dem Spülen auf der Faser fixiert und widersteht der Verdrängung durch reines Wasser. Die Substantivität ist proportional zu Molekulargewicht und Ladungsdichte — ein hochmolekulares, stark kationisches Polyquaternium hinterlässt einen dauerhafteren Film als ein leichteres Polymer.

Die wichtigsten Strukturen der Polyquaternium-Familie

Polyquaternium-7 (Acrylamid/MAPTAC-Copolymer)

Struktur: Copolymer aus Acrylamid und Methacrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid (MAPTAC). Hohes Molekulargewicht (>1 MDa). Niedrige Ladungsdichte (5–15% kationische Monomere). Ergebnis: flexibler, nicht versteifender Film, ausgezeichnete Oberflächenschmierung. Standard-Konditionierungsmittel in professionellen Shampoos — es weicht auf, ohne zu beschweren. In vielen Formulierungen für sein ausgezeichnetes Kosten-Nutzen-Verhältnis.

Polyquaternium-10 (quaternäre Cellulose)

Struktur: Hydroxyethylcellulose, mit Trimethylammoniumgruppen modifiziert. Seine Cellulosebasis verleiht ihm relative Bioabbaubarkeit und Verträglichkeit mit anionischen Tensiden. Häufig in 2-in-1-Shampoos, da es bei der Anwendung einen konditionierenden Film ablagert, der beim Spülen teilweise abgewaschen wird und so Ansammlungen vermeidet.

Polyquaternium-32 (Acrylamid/DADMAC-Copolymer)

Struktur: Copolymer aus Acrylamid und Diallyldimethylammoniumchlorid (DADMAC). Hohes Molekulargewicht. Seine Besonderheit liegt im ausgeprägten filmbildenden und antistatischen Effekt: die kationische Ladungsdichte neutralisiert die auf der Faser angesammelten negativen Ladungen (verantwortlich für statischen Frizz) effektiv, während sie gleichzeitig einen gleichmäßigen Schutzfilm ablagert. Weniger verbreitet als PQ-7 in Massenformulierungen, wird es in dermatologischen Reinigungsmitteln und Gesichts-Körperprodukten wegen seiner kutikular schonenden Wirkung bevorzugt. In professioneller Haarkosmetik erscheint es in Conditionern und Konditioniercremes mit starkem Glättungseffekt.

Polyquaternium-37 (quaternäres Acrylat-Mikrogel)

Struktur: vernetztes Acrylatpolymer in Mikrogelform. Besonderheit: es wirkt gleichzeitig als Konditionierungs- und Strukturierungsmittel. Als leichter Film auf der Faser verbessert es die Manageabilität; in höherer Konzentration in Stylingfluiden bietet es flexiblen Halt ohne Rückstand. Verwendet in professionellen Stylingfluiden und Leave-in-Behandlungen.

Polyquaternium-55 (VP/Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymer)

Struktur: Copolymer aus Vinylpyrrolidon und quaternisiertem Dimethylaminoethylmethacrylat. Kombiniert die filmbildenden Eigenschaften von PVP mit kationischer Substantivität. Verleiht Locken und Wellen Formgedächtnis, thermischen Schutz durch den Polymerfilm und dauerhafte Frizz-Reduktion. Neuere Generation, bevorzugt in Rekonstruktionsmasken und Hochleistungs-Haarpflegebehandlungen.

Messbare Effekte der Polyquaterniums auf die Haarfaser

  • Antistatische Wirkung: die Neutralisierung negativer Oberflächenladungen eliminiert die elektrostatische Anziehung zwischen Fasern, die anarchisches Quellen und Frizz verursacht. Messbar durch Triboelektrometrie — 40–70% Reduktion der Oberflächenladungen je nach Konzentration und Molekulargewicht.
  • Kutikula-Glättung: der abgelagerte kationische Film füllt Kutikula-Oberflächenunregelmäßigkeiten und reduziert den Inter-Faser-Reibungskoeffizienten, was Gleitfähigkeit und Glanz verbessert.
  • Mechanischer und thermischer Schutz: hochmolekulare Polymere (PQ-37, PQ-55) bilden einen dickeren Film, der Wärme- und mechanische Reibungsbeanspruchungen teilweise absorbiert.
  • Reduktion differenzieller Porosität: durch Füllen kutikulärer Lücken poröser Haare egalisieren sie die Wasseraufnahme und reduzieren dimensionale Faservariationen bei Feuchtigkeit.

Polyquaterniums in einer INCI-Liste lesen

Die Position in der INCI-Liste gibt ungefähr die Konzentration an: Inhaltsstoffe werden oberhalb von 1% in absteigender Reihenfolge aufgelistet. Ein Polyquaternium in der zweiten Listenhälfte zu finden bedeutet in der Regel eine Konzentration von 0,1–1% — ausreichend für Faseradsorption, aber unzureichend für einen ausgeprägten Filmbildungseffekt. In der ersten Hälfte (insbesondere nach Aqua und den Haupttensiden) ist die Konzentration signifikant und der Konditionierungseffekt wird ab der ersten Anwendung wahrnehmbar sein.

Die Präsenz mehrerer verschiedener Polyquaterniums in einer Formulierung ist eine bewusste Formulierungsstrategie: ein niedermolekulares PQ sorgt für schnelle Deposition und sofortige Kutikula-Adsorption; ein hochmolekulares PQ gewährleistet Substantivität und Dauerhaftigkeit. Formulatoren kombinieren sie, um sowohl sofortige Sinneswirkung als auch Langzeitperformance abzudecken.

Polyquaterniums in professionellen Produkten auf cliCHair

Das cliCHair.ch-Sortiment integriert Polyquaterniums als identifizierbare Funktionswirkstoffe in ihren veröffentlichten INCI-Listen. Zwei Beispiele illustrieren die Generationsunterschiede zwischen Polymeren.

Regeneration Therapy Mask — Edelstein

Die INCI-Liste dieser Rekonstruktionsmaske enthält Polyquaternium-55 neben Cetrimonium Chloride, hydrolysiertem Keratin und Weinsäure. Das PQ-55 — VP/DMAEMA-Copolymer — erfüllt hier seine Doppelfunktion: kationische Adsorption auf der geschädigten Kutikula und Formgedächtnis für Locken. Seine Präsenz in einer Rekonstruktionsmaske (lange Anwendung, oft unter Wärme) optimiert Adsorption und Substantivität. Die Regeneration Therapy Mask ist auf cliCHair.ch erhältlich.

Intensive Remedy Shampoo — Edelstein

Dieses professionelle Shampoo integriert Polyquaternium-7 — hochmolekulares Acrylamid/MAPTAC-Copolymer — zwischen den Haupttensiden (Sodium Laureth Sulfate, Cocamidopropyl Betaine) und den botanischen Wirkstoffen (Vitis Vinifera-Extrakt, Olea Europaea-Öl). Seine Position in der Liste zeigt eine signifikante Konzentration an, die den ab dem ersten Waschen beworbenen Konditionierungseffekt belegt. Das Intensive Remedy Shampoo ist auf cliCHair.ch erhältlich.

Was Hairswiss feshält

Polyquaterniums sind keine homogene Kategorie: jede Nummer bezeichnet eine eigene Polymerarchitektur mit eigenen Adsorptions-, Substantivitäts- und Faserwirkungseigenschaften. PQ-7 für leichte Konditionierung in Shampoos; PQ-10 für 2-in-1-Formulierungen; PQ-32 für antistatische Wirkung und Glättung; PQ-37 für flexibles Styling; PQ-55 für Formgedächtnis und thermischen Schutz. Eine INCI-Liste intelligent zu lesen beginnt damit zu wissen, welches Polyquaternium man vor sich hat — und was es wirklich auf der Faser tun kann.