5109637115

Zdecydowanie najpopularniejszą formą kosmetyków są jednak emulsje, czyli wieloskładnikowe układy heterofazowe.

Emulsja składa się z co najmniej dwóch nie mieszających się ze sobą faz ciekłych, z których jedna jest rozproszona w drugiej w postaci kropel i/lub ciekłych kryształów.

W nie mieszających się ze sobą cieczach cząsteczki, ze względu na różnice w budowie, nie mogą ze sobą oddziaływać. Między takimi cieczami istnieje napięcie międzyfazowe - jest to obszar o podwyższonej energii wewnętrznej. Z punktu widzenia termodynamiki: im większa powierzchnia styku tych cieczy, tym większe napięcie międzyfazowe i tym większa energia swobodna układu i entropia. ( G = H + TS, gdzie G - energia wewnętrzna układu, H - energia swobodna układu, S - entropia układu). Czyste nie mieszające się ciecze nie mogą wytworzyć stabilnej emulsji, ponieważ jest to układ z punktu widzenia termodynamiki wysoce niestabilny o bardzo dużej powierzchni międzyfazowej ( rzędu wielu metrów kwadratowych na gram układu). Po zmieszaniu takich cieczy następuje spontaniczny proces rozdziału - jest on następstwem obniżenia entalpii swobodnej cieczy nie zmieszanych w stosunku do entalpii swobodnej cieczy zdyspergowanych.

Stosunkowo stabilna emulsja powstanie dopiero po obniżeniu napięcia międzyfazowego, po zaadsorbowaniu na granicy faz cząsteczek środka powierzchniowo czynnego - emulgatora. Emulsje kosmetyczne prawie zawsze złożone z fazy wodnej i olejowej dzielimy na układy typu olej w wodzie O/W - faza olejowa rozproszona lub wewnętrzna, faza wodna ciągła lub zewnętrzna oraz woda w oleju W/O - faza wodna rozproszona (wewnętrzna), faza olejowa ciągła (zewnętrzna). Określenie „olej” oznacza fazę organiczną nierozpuszczalną w wodzie Można też wytworzyć emulsje wielokrotne W/O/W lub O/W/O i znajdują one od czasu do czasu zastosowanie w kosmetyce. Emulgator to spc o budowie amfifilowej rozpuszczalny w specyficzny sposób w obu nie mieszających się fazach. Część hydrofilowa cząsteczki emulgatora ma powinowactwo do fazy wodnej a część lipofilowa - do fazy olejowej. Dzięki temu cząsteczki emulgatora ustawiają się na granicy faz i powodują zmniejszenie napięcia międzyfazowego. Oczywiście nie można obniżyć napięcia międzyfazowego do zera i emulsja zawsze będzie układem termodynamicznie niestabilnym. Emulsje otrzymuje się przede wszystkimi poprzez rozproszenie jednej cieczy w drugiej ( fazy wewnętrznej w zewnętrznej) - wymaga to dość dużego nakładu energii.

Różnice we właściwościach fizykochemicznych emulsji typu o/w i w/o są przede wszystkim wynikiem odmiennej polarności fazy zewnętrznej (ciągłej) i jej oddziaływań z otoczeniem. Dzięki temu można stosunkowo łatwo określić rodzaj emulsji.

Niestabilność emulsji [1]

•    Smietanowanie

•    Sedymentacja

•    Flokulacja

•    Złamanie emulsji

Mechanizmy fizykochemiczne odpowiedzialne za niestabilność emulsji [1,2]

•    Prawo Stokesa

•    Siły Van der Waalsa

•    Ruchy Browna

•    Zjawisko Ostwalda