Haarkleur is een kwestie van chemie. Het eerste veilige commerciële haarkleuringproduct werd in 1909 gemaakt door de Franse chemicus Eugene Schuller, met behulp van de chemische paraphenyleendiamine. Haarkleuring is tegenwoordig erg populair, met meer dan 75% van de vrouwen die hun haar kleuren en een groeiend percentage mannen dat volgt. Hoe werkt haarkleuring? Het is het resultaat van een reeks chemische reacties tussen de moleculen in haar en pigmenten, evenals peroxide en ammoniak.
Haar is voornamelijk keratine, hetzelfde eiwit als in huid en vingernagels. De natuurlijke haarkleur hangt af van de verhouding en hoeveelheden van twee andere eiwitten: eumelanine en feomelanine. Eumelanin is verantwoordelijk voor bruine tot zwarte haartinten, terwijl feomelanin verantwoordelijk is voor goudblonde, gember en rode tinten. De afwezigheid van beide soorten melanine produceert wit / grijs haar.
Mensen kleuren hun haar al duizenden jaren met planten en mineralen. Sommige van deze natuurlijke middelen bevatten pigmenten (bijvoorbeeld henna, zwarte walnootschelpen), terwijl andere natuurlijke bleekmiddelen bevatten of reacties veroorzaken die de kleur van het haar veranderen (bijvoorbeeld azijn). Natuurlijke pigmenten werken over het algemeen door de haarschacht met kleur te coaten. Sommige natuurlijke kleurstoffen gaan door verschillende shampoos, maar ze zijn niet noodzakelijkerwijs veiliger of zachter dan moderne formuleringen. Het is moeilijk om consistente resultaten te krijgen met natuurlijke kleurstoffen, en sommige mensen zijn allergisch voor de ingrediënten.
Tijdelijke of semi-permanente haarkleuren kunnen zure kleurstoffen op de buitenkant van de haarschacht afzetten of kunnen bestaan uit kleine pigmentmoleculen die in de haarschacht kunnen glijden, met een kleine hoeveelheid peroxide of helemaal geen. In sommige gevallen komt een verzameling van verschillende kleurstofmoleculen het haar binnen om een groter complex in de haarschacht te vormen. Shampooing zal uiteindelijk de tijdelijke haarkleur verwijderen. Deze producten bevatten geen ammoniak, wat betekent dat de haarschacht niet wordt geopend tijdens de verwerking en de natuurlijke kleur van het haar blijft behouden zodra het product wast.
Bleekmiddel wordt gebruikt om het haar van mensen lichter te maken. Het bleekmiddel reageert met de melanine in het haar en verwijdert de kleur door een onomkeerbare chemische reactie. Het bleekmiddel oxideert het melaninemolecuul. De melanine is nog steeds aanwezig, maar het geoxideerde molecuul is kleurloos. Gebleekt haar heeft echter de neiging om een lichtgele tint te hebben. De gele kleur is de natuurlijke kleur van keratine, het structurele eiwit in het haar. Bleekmiddel reageert ook sneller met het donkere eumelaninepigment dan met het feomelanine, zodat er na de bliksem wat goud- of rode restkleur kan achterblijven. Waterstofperoxide is een van de meest voorkomende lichtmiddelen. Het peroxide wordt gebruikt in een alkalische oplossing, die de haarschacht opent om het peroxide te laten reageren met de melanine.
De buitenste laag van de haarschacht, de nagelriem, moet worden geopend voordat permanente kleur kan worden afgezet in het haar. Zodra de nagelriem open is, reageert de kleurstof met het binnenste gedeelte van het haar, de cortex, om de kleur af te zetten of te verwijderen. De meeste permanente haarkleurproducten gebruiken een tweestapsproces (meestal gelijktijdig voorkomend) waarbij eerst de oorspronkelijke kleur van het haar wordt verwijderd en vervolgens een nieuwe kleur wordt afgezet. Het is in wezen hetzelfde proces als het verlichten, behalve dat een kleurstof vervolgens aan de haarschacht wordt gebonden. Ammoniak is de alkalische chemische stof die de nagelriem opent en de haarkleur in de cortex van het haar laat doordringen. Het fungeert ook als een katalysator wanneer de permanente haarkleur samenkomt met het peroxide. Peroxide wordt gebruikt als ontwikkelaar of oxidatiemiddel. De ontwikkelaar verwijdert bestaande kleuren. Peroxide breekt chemische bindingen in het haar, waardoor zwavel vrijkomt, wat de karakteristieke geur van haarkleurproducten veroorzaakt. Terwijl de melanine ontkleurd wordt, wordt een nieuwe permanente kleur aan de haarschors gebonden. Verschillende soorten alcoholen en conditioners kunnen ook aanwezig zijn in haarkleurproducten. De conditioners sluiten de nagelriem na het kleuren om in te sluiten en de nieuwe kleur te beschermen.