Emulsões cosméticas sem tensioativos por ultrassons de potência
- Devido à crescente procura de cosméticos ecológicos, a indústria cosmética está a concentrar-se na formulação de emulsões sem tensioativos.
- As emulsões de Pickering são misturas a/o ou o/a sem tensioativos/emulsionantes, estabilizadas por partículas.
- A mistura e a emulsificação ultrassónicas são uma excelente técnica para formular emulsões de Pickering altamente estáveis e sem tensioativos.
Emulsificação ultrassónica
As poderosas forças de cisalhamento ultrassónico permitem preparar emulsões de Pickering estáveis e sem tensioativos, utilizando micropartículas e nanopartículas como estabilizante. A sonicação é um processo de emulsificação não térmico que já é amplamente utilizado para emulsionar sistemas a/o, o/a e a/o/a e produzir emulsões estáveis (por exemplo, para hidratantes, cremes, loções, protetores solares, pomadas, etc.).
As argilas e os produtos à base de argila apresentam bons resultados como estabilizantes em emulsões de Pickering. As elevadas forças de cisalhamento da emulsificação ultrassónica permitem incorporar em formulações cosméticas até modificadores de reologia que normalmente são difíceis de dispersar, como as argilas e os produtos à base de argila. A grande vantagem das argilas é a sua dupla função, uma vez que estabilizam a emulsão e, simultaneamente, atuam como modificadores de reologia na formulação. Isto significa que a sonicação é um excelente método para formular até emulsões cosméticas com características de diminuição da viscosidade sob cisalhamento, que são também tixotrópicas e oferecem, assim, boas características de aplicação (por exemplo, aplicação fácil na pele, produtos pulverizáveis, etc.).
Emulsão de óleo de rícino em água
Formulação ultrassónica de uma emulsão de óleo de rícino em água
Uma emulsão de Pickering de óleo em água pode ser preparada da seguinte forma:
A fase contínua consiste numa dispersão de água – laponite®, e a fase interna/dispersa consiste em óleo de rícino.
- A fase contínua é preparada dispersando 2wt% de pó de laponite® em NaCl a 0,1M (em água ultrapura), utilizando para a dispersão o homogeneizador ultrassónico da Hielscher UP200St ou UP200Ht (200W, 26kHz) durante alguns minutos.
- Para a emulsão o/a, o óleo é adicionado gradualmente à fase aquosa com uma pipeta, enquanto a mistura é submetida a sonicação. Após aproximadamente 2 minutos de sonicação, forma-se uma emulsão homogénea e estável. Durante o procedimento de emulsificação, a amostra é arrefecida num banho de gelo para evitar o seu aquecimento.
UIP1000hdT com reator de fluxo em vidro para a produção de produtos de cuidado da pele, como cremes, loções e bálsamos
Para a preparação de volumes maiores, a Hielscher fornece, para todos os seus sonicadores de laboratório e sonicadores industriais , células de fluxo especiais que permitem dispersar/dissolver tanto o pó como as gotículas de óleo numa emulsão à escala nanométrica.
A tabela abaixo dá uma indicação da capacidade aproximada de processamento dos nossos sonicadores:
| Volume por lote | Caudal | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 0,5 a 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 a 500mL | 10 a 200mL/min | UP100H |
| 10 a 2000mL | 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 a 20L | 0,2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100L | 2 a 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | superior | conjunto de UIP16000 |
Saiba mais sobre a preparação ultrassónica de emulsões de Pickering!
Bibliografia / Referências
- 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.
Informações úteis
Porquê emulsões sem tensioativos?
A maioria dos produtos de cuidado da pele consiste numa mistura de duas ou mais substâncias que não são miscíveis entre si. Isto significa que, de acordo com a segunda lei da termodinâmica, são inerentemente instáveis. Para formar uma mistura estável a partir destes materiais imiscíveis, é necessário utilizar estabilizantes para preparar uma emulsão com um prazo de conservação adequado. Os tensioativos iónicos ou não iónicos são habitualmente utilizados como emulsionantes. Nos produtos de cuidado da pele, a utilização de tensioativos anfifílicos de baixo peso molecular causa frequentemente intolerância aos produtos cosméticos em pessoas com pele sensível. Além disso, um número crescente de consumidores procura produtos cosméticos naturais e sem ingredientes indesejados. Estes produtos limitam-se sobretudo aos ingredientes ativos que nutrem a pele e são, na sua maioria, isentos de aditivos (por exemplo, emulsionantes, fragrâncias, etc.).
As emulsões sem tensioativos / sem emulsionantes são uma alternativa desejável às formulações cosméticas convencionais. As emulsões de Pickering baseiam-se na utilização de emulsionantes biopoliméricos ou de partículas sólidas como estabilizantes, de modo a criar produtos cosméticos estáveis com características agradáveis. A emulsificação ultrassónica é uma excelente ferramenta para preparar nanoemulsões e miniemulsões estáveis, bem como emulsões de Pickering. Além disso, a sonicação é utilizada em várias outras aplicações durante a produção de produtos cosméticos, como a dispersão de pigmentos, a dissolução de pós ou a extração de ingredientes ativos.
Sobre as emulsões em produtos cosméticos
Uma emulsão é um sistema de duas fases. Os principais componentes são uma fase oleosa e uma fase aquosa.
A fase aquosa é constituída por água e qualquer combinação de materiais polares que se dissolvam, pelo menos em certa medida, em água.
A fase oleosa compreende um ou mais materiais oleosos, ou outros ingredientes que sejam apolares e apresentem pelo menos alguma solubilidade em materiais oleosos.
Óleo em água (o/a): gotículas de óleo dispersas em água; o óleo é designado por fase interna ou dispersa e a água por fase externa ou contínua.
Emulsão de água em óleo (a/o): as gotículas de água estão dispersas em óleo; a água é a fase interna ou dispersa e o óleo é a fase externa ou contínua.
a/o/a ou o/a/o são as chamadas emulsões complexas ou múltiplas.
Laponite®
Laponite® é uma argila esmética sintética que forma um gel transparente e tixotrópico quando dispersa em água. O valor de pH de uma suspensão de Laponite® a 2% é de cerca de 9,8. Forma-se um gel a uma concentração de 2%.
Laponite® é uma marca registada da BYK Additives Ltd.