TPL II - WYKŁAD 9
19.02.2009r.
Emulsje kosmetyczne
Typ emulsji |
IPR |
||
|
Stosunek faz |
||
|
<30 |
30~70 |
>70 |
o/w |
niski |
średni |
wysoki |
w/o |
niski |
średni |
wysoki |
Stosunek faz określa właściwości fizyczne emulsji
Niski IPR
właściwości aplikacyjne - określa fazę zewnętrzną (ciągłą)
emulsje mają właściwości cieczy newtonowskich
lepkość nie zależy od przyłożonej siły
Średni IPR
emulsje są bardziej lepkie
(re-)feologia nienewtonowska
trudne do stabilizowania
Wysokie IPR
bardzo wysoka lepkość
reologia nienewtonowska
emulsja trudna do wytworzenia
specjalne urządzenia i technologia
podział aplikacyjny
Emulsja o/w
zawartość fazy rozproszonej
<20 - 30%
zastosowanie:
kremy nawilżające
kremy znikające (vanishig)
kremy dzienne
kremy podkładowe
balsamy do ciała
maseczki
syndety i szampony„kremowe”
dezodoranty
kondycjonery do włosów
Emulsja o/w
zawartość fazy rozproszonej
>20 - 30%
zastosowanie:
odżywki do włosów (na wyciągach roślinnych)
mleczka zmywające
kremy „pod oczy”
kremy na noc
cold kremy (niektóre)
kremy uniwersalne
Emulsja w/o
zawartość fazy rozproszonej
najczęściej ~ 20 - 60%
zastosowanie:
kremy „tłuste”
kremy nocne
kremy pod oczy
kremy uniwersalne
cold kremy
mleczka do demakijażu
kremy ochronne
kremy do masażu
Konsystencja funkcją lepkości (η) fazy zewnętrznej
oleje roślinne (NNKT!)
parafiny
serum
glicerydy
oleum cacao
Czynniki stabilizujące:
oddziaływanie powierzchniowe - równanie powierzchni stanu:
f * Am = k * T
Am = k * T / f = Δδ = Δr2
napięcie powierzchniowe międzyfazowe
praca kohezji:
Fk = 2δ
siły van der Waalsa
przyciągania kuleczek fazy rozproszonej
magnetochemia
Zjawiska świadczące o niestabilności - o „łamaniu emulsji“
procesy flokulacji (koagulacji)
polega na zbijaniu się kropelek zemulgowanej fazy w duże przestrzenie, rozbudowane agregaty bez kondensacji
sflokuowane emulsje zmieniają właściwości fizyczne - przede wszystkim lepkość
proces koalescencji (łamania)
polega na stopniowym zlewaniu się kropelek fazy rozproszonej
powstają jednorodne, duże agregaty
prowadzą do pełnej sedymentacji obydwu faz
proces „śmietankowania”
zachodzi bez oddziaływań w obrębie fazy rozproszonej i polega na prostym, sedymentacyjnym oddzielaniu się faz
występuje przy dużej różnicy ciężarów faz
niska lepkość układów
Stabilne emulsje można otrzymać przez:
obecność środków powierzchniowo czynnych
obniżenie napięcia na granicy faz, tzw. napięcia międzyfazowego
Zdolność do tworzenia emulsji o/w lub w/o zależy od:
budowy chemicznej emulgatora
powinowactwo do fazy wodnej lub olejowej:
powinowactwo do wody o/w
powinowactwo do oleju w/o
Zalecane metody obniżania HLB w kosmetykach (kosmetologii)
HLB = 0,2 * ciężar cząst.cz.hydrofilowej / M.cz.emulgatora
- wynika z zaleceń GMP
dla estrów kwasów tłuszczowych
HLB = 20 * [ 1 - S/A]
S - liczba zmydlenia badanego związku
A - liczba kwasowa wydzielanego w wyniku zmydlania
dla tenzydów niejonowych
pomiar tzw. liczby wodnej
ilość wody zużyta na miareczkowanie mieszaniny dioksan : benzen = 96 : 4 w obecności określonej ilości emulgatora
miareczkowanie prowadzi się do pierwszego zmętnienia
wynik oblicza się ze wzoru:
HLB = m * log [ W - n]
W - liczba wodna
m i n - stałe eksperymentalne dla danej klasy związków
dla pochodnych estrów:
m = 57,91
n = 58,55
dla samych estrów:
m = 23,64
n = 10,16
Wartości HLB dla środków powierzchniowo czynnych są stosownie opisane w wydawnictwach: Fujimota, Schynedera, Atlas chemica co
lanolina: HLB = 4,0
cholesterol: HLB = 1,0
Specyficzną cechą emulgatora powinno być jego powinowactwo do fazy tłuszczowej
uwarunkowano budową lipofilowej części cząsteczki - ma wpływ na jakość emulsji
Optymalnie działają związki, w których reszta lipofilowa (tłuszczowa) ma budowę podobną do struktury emulgowanych tłuszczów.
Tak więc (zasada) emulgując oleje o dużej zawartości nienasyconych kwasów tłuszczowych korzystne jest stosować oksyetylowany kwas oleinowy (Rokanole 0,3; -0,18; -0,3; 0,1)
Stabilność emulsji zależy od oddziaływania elektrostatycznego między cząsteczkami fazy rozproszonej
Cząsteczki emulgatora niejonowego przedzielają odpychające się ładunki
Odpychanie negatywnie naładowanych powierzchni międzyfazowych:
warstwa podwójna - elektrycznie na powierzchni międzyfazowej (tenzydy amfoteryczna)
Warunki skutecznej stabilizacji:
polimer musi być adsorbowany na granicy faz
wzrost lepkości
stężenie polimeru na granicy faz musi być duże, inaczej może dojść do zbliżenia i spięcia dwóch kropli tą samą makrocząsteczką
część łańcuchu polimeru znajdująca się poza granicą faz muszą być dobrze rozpuszczone w fazie ciągłej
Najsilniej stabilizują polimery, które mają jednocześnie właściwości powierzchniowo czynne
ta grupa związków spowoduje w najbliższych latach prawdziwą rewolucję w dziedzinie kosmetyków emulsyjnych
Krem dla dzieci:
Baza adsorpcyjna 28,0
Lanolina bezwodna 15,0
Wazelina 10,0
Olej parafinowy 5,0
Wyciąg olejowy z rumianku 3,0
Aerozole
Tlenek cynku 10,0
Woda ad 100,0
baza adsorbcyjna „ Euceryna”
mieszanina alkoholi lanolinowych + wazelina
odżywka do włosów:
na bazie oksytlenowanych alkoholi lanolinowych (Armachol):
Sokstan 16 (Armachol) 2,5
Sokstan 25 (Armachol) 2,0
Sokstan 5 (Armachol) 1,5
Arlacet 150 6,0
Distearynian PEC-400 5,0
Hydrolizat kolagenu 4,0
Glaca P-20 (Amerchol) 2,0
Extr. henny 5,0
Woda ad 100,0
- 37 -