Kosmetické emulze bez povrchově aktivních látek pomocí výkonového ultrazvuku
- Vzhledem k rostoucí poptávce po ekologické kosmetice se kosmetický průmysl zaměřuje na formulaci emulzí bez povrchově aktivních látek.
- Pickeringovy emulze jsou směsi typu w/o nebo o/w bez povrchově aktivních látek/emulgátorů, stabilizované částicemi.
- Ultrazvukové míchání a emulgace jsou vynikající technikou pro formulaci vysoce stabilních Pickeringových emulzí bez povrchově aktivních látek.
Ultrazvuková emulgace
Výkonné ultrazvukové smykové síly umožňují připravit stabilní Pickeringovy emulze bez povrchově aktivních látek s použitím mikro- a nanočástic jako stabilizátoru. Sonikace je netermický emulgační proces, který se již široce používá k emulgaci systémů w/o, o/w a w/o/w za účelem výroby stabilních emulzí (např. pro hydratační přípravky, krémy, pleťová mléka, opalovací přípravky, masti atd.).
Jíly a výrobky na bázi jílů vykazují dobré výsledky jako stabilizátory v Pickeringových emulzích. Vysoké smykové síly ultrazvukové emulgace umožňují vmíchat do kosmetických formulací i modifikátory reologie, které se za normálních okolností obtížně dispergují, jako jsou jíly a výrobky na bázi jílů. Velkou výhodou jílů je jejich dvojí funkce, protože stabilizují emulzi a současně působí ve formulaci jako modifikátory reologie. To znamená, že sonikace je vynikající metodou k formulaci i kosmetických emulzí se smykově ztekucujícími vlastnostmi, které jsou rovněž tixotropní, a nabízejí tak dobré aplikační vlastnosti (např. snadné nanášení na pokožku, rozprašovatelné výrobky atd.).
Emulze ricinového oleje ve vodě
Ultrazvuková formulace emulze ricinového oleje ve vodě
Pickeringovu emulzi typu olej ve vodě lze připravit následujícím způsobem:
Kontinuální fáze se skládá z vodné disperze laponite®, vnitřní/dispergovanou fázi tvoří ricinový olej.
- Kontinuální fáze se připraví dispergací 2wt% prášku laponite® v 0.1M NaCl (v ultračisté vodě), přičemž se disperguje pomocí ultrazvukového homogenizátoru Hielscher UP200St nebo UP200Ht (200W, 26kHz) po dobu několika minut.
- Pro emulzi o/w se olej postupně přidává pipetou do vodné fáze, zatímco je směs sonikována. Přibližně po 2 minutách sonikace vznikne homogenní a stabilní emulze. Během emulgačního postupu se vzorek chladí v ledové lázni, aby se zabránilo jeho zahřátí.
UIP1000hdT se skleněným průtokovým reaktorem pro výrobu přípravků péče o pleť, jako jsou krémy, pleťová mléka a balzámy
Pro přípravu větších objemů dodává Hielscher pro všechny laboratorní a průmyslové sonikátory speciální průtokové cely, které umožňují dispergovat/rozpustit jak prášek, tak olejové kapičky do emulze v nanoměřítku.
Níže uvedená tabulka Vám poskytne představu o přibližné zpracovatelské kapacitě našich sonikátorů:
| Objem dávky | Průtok | Doporučená zařízení |
|---|---|---|
| 0,5 až 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 až 500mL | 10 až 200mL/min | UP100H |
| 10 až 2000mL | 20 až 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 až 20L | 0,2 až 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100L | 2 až 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 až 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | větší | klastr zařízení UIP16000 |
Přečtěte si více o ultrazvukové přípravě Pickeringových emulzí!
Literatura / Reference
- Sargolzaei, J.; Mosavian, M.T.H.; Hassani, A. (2011): Modeling and Simulation of High Power Ultrasonic Process in Preparation of Stable Oil-in-Water Emulsion. Journal of Software Engineering and Applications 4, 2011. 259-267
- Tabibiazar, M.; Davaran, S.; Hashemi, M.; Homayonirad, A.; Rasoulzadeh, F.; Hamishehkar, H.; Mohammadifar, M.A: (2015): Design and fabrication of a food-grade albumin-stabilized nanoemulsion. Food Hydrocolloids 44, 2015. 220-228.
Fakta, která stojí za to znát
Proč emulze bez povrchově aktivních látek?
Většina přípravků péče o pleť představuje směs dvou nebo více látek, které spolu nejsou mísitelné. To znamená, že jsou v souladu s druhým termodynamickým zákonem ze své podstaty nestabilní. Aby se z těchto nemísitelných materiálů vytvořila stabilní směs, je k přípravě emulze s odpovídající trvanlivostí nutné použít stabilizátory. Jako emulgátory se běžně používají iontové nebo neiontové povrchově aktivní látky. U přípravků péče o pleť způsobuje použití nízkomolekulárních amfifilních povrchově aktivních látek často nesnášenlivost kosmetických přípravků u citlivé pleti. Kromě toho stále větší počet spotřebitelů požaduje přírodní, čisté kosmetické přípravky. Takové přípravky jsou většinou omezeny na účinné látky, které pečují o pleť, a jsou většinou bez přísad (např. emulgátorů, parfemací atd.).
Emulze bez povrchově aktivních látek / bez emulgátorů jsou žádoucí alternativou ke konvenčním kosmetickým formulacím. Pickeringovy emulze jsou založeny na použití biopolymerních emulgátorů nebo pevných částic jako stabilizátorů s cílem vytvořit stabilní kosmetické přípravky s příjemnými vlastnostmi. Ultrazvuková emulgace je vynikajícím nástrojem pro přípravu stabilních nano- a miniemulzí i Pickeringových emulzí. Kromě toho se sonikace při výrobě kosmetických přípravků uplatňuje v různých dalších aplikacích, jako je dispergace pigmentů, rozpouštění prášků nebo extrakce účinných látek.
O emulzích v kosmetických přípravcích
Emulze je dvoufázový systém. Hlavními složkami jsou olejová fáze a vodná fáze.
Vodnou fázi tvoří voda a jakákoli kombinace materiálů, které jsou polární a alespoň do určité míry se rozpouštějí ve vodě.
Olejová fáze zahrnuje jeden nebo více olejovitých materiálů nebo jiné složky, které jsou nepolární a vykazují alespoň určitou rozpustnost v olejovitých materiálech.
Olej ve vodě (o/w): olejové kapičky dispergované ve vodě; olej se označuje jako vnitřní neboli dispergovaná fáze a voda jako vnější neboli kontinuální fáze.
Emulze voda v oleji (w/o): vodní kapičky jsou dispergovány v oleji; voda je vnitřní neboli dispergovaná fáze a olej vnější neboli kontinuální fáze.
w/o/w nebo o/w/o jsou tzv. komplexní neboli vícenásobné emulze.
Laponite®
Laponite® je syntetický smektický jíl, který po dispergaci ve vodě tvoří čirý tixotropní gel. Hodnota pH 2% suspenze Laponite® je přibližně 9,8. Při 2% koncentraci se tvoří gel.
Laponite® je registrovaná ochranná známka společnosti BYK Additives Ltd.