Emulsões cosméticas sem surfactantes da Power Ultrasonics
- Devido à crescente demanda por cosméticos ecológicos, a indústria cosmética está se concentrando na formulação de emulsões sem surfactantes.
- As emulsões Pickering são misturas sem surfactante/emulsificante sem ou o/a estabilizadas por partículas.
- A mistura e emulsificação ultrassônica é uma excelente técnica para formular emulsões de Pickering altamente estáveis e sem surfactantes.
Emulsificação ultrassônica
Poderosas forças de cisalhamento ultrassônico permitem preparar emulsões de Pickering estáveis e sem surfactantes usando micropartículas e nanopartículas como estabilizador. A sonicação é um processo de emulsificação não térmica que já é amplamente utilizado para emulsionar sistemas a/o, o/a- e a/o/a para produzir emulsões estáveis (por exemplo, para hidratantes, cremes, loções, protetores solares, pomadas, etc.).
Argilas e produtos à base de argila apresentam bons resultados como estabilizantes em emulsões de Pickering. As altas forças de cisalhamento da emulsificação ultrassônica permitem misturar até mesmo modificadores de reologia, que normalmente são difíceis de dispersar, como argilas e produtos à base de argila em formulações cosméticas. A grande vantagem das argilas é sua dupla função, pois estabilizam a emulsão e, simultaneamente, atuam como modificadores reológicos na formulação. Isso significa que a sonicação é um excelente método para formular emulsões cosméticas com características de afinamento por cisalhamento, que também são tixotrópicas e, portanto, oferecem boas características de aplicação (por exemplo, fácil aplicação na pele, produtos pulverizáveis, etc.).
Emulsão de óleo em água de rícino
Formulação ultrassônica de uma emulsão de óleo em água de mamona
Uma emulsão de óleo em água Pickering pode ser preparada da seguinte maneira:
A fase contínua consiste em uma água – dispersão de laponita®, a fase interna/dispersa consiste em óleo de rícino.
- A fase contínua é preparada dispersando 2% de laponita em pó de laponita® em NaCl 0,1M (em água ultrapura), dispersando usando o homogeneizador ultrassônico de Hielscher UP200St ou UP200Ht (200W, 26kHz) por alguns minutos minutos.
- Para a emulsão o/a, o óleo é gradualmente adicionado usando uma pipeta à fase aquosa, enquanto a mistura é sonicada. Após aprox. 2 minutos de sonicação, uma emulsão homogênea e estável é formada. Durante o procedimento de emulsificação, a amostra é resfriada em um banho de gelo para evitar o aquecimento da amostra.
UIP1000hdT com reator de fluxo de vidro para a produção de produtos de cuidados com a pele, como cremes, loções e bálsamos
Para a preparação de volumes maiores, a Hielscher fornece para todos labrador e ultrassonicadores industriais células de fluxo especiais, que permitem dispersar/dissolver as gotículas de pó e óleo em uma emulsão em nanoescala.
A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos:
| Volume do lote | Vazão | 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. | maior | cluster de UIP16000 |
Leia mais sobre a preparação ultrassônica de emulsões de Pickering!
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Literatura / 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.
Fatos, vale a pena conhecer
Por que emulsões sem surfactantes?
A maioria dos produtos para cuidados com a pele representa uma mistura de duas ou mais substâncias que não são miscíveis entre si. Isso significa que eles estão de acordo com a segunda lei da termodinâmica inerentemente instáveis. Para formar uma mistura estável a partir desses materiais imiscíveis, é necessário o uso de estabilizantes para preparar uma emulsão com prazo de validade adequado. Surfactantes iônicos ou não iônicos são comumente usados como emulsificantes. Para produtos de cuidados com a pele, o uso de surfactantes anfifílicos de baixo peso molecular geralmente causa intolerâncias a produtos cosméticos com pele sensível. Além disso, um número crescente de consumidores está exigindo produtos cosméticos naturais e limpos. Esses produtos são reduzidos principalmente aos ingredientes ativos, que nutrem a pele, e são principalmente livres de aditivos (por exemplo, emulsificantes, fragrâncias, etc.).
As emulsões sem surfactante / emulsificante são uma alternativa desejável às formulações cosméticas convencionais. As emulsões de Pickering são baseadas no uso de emulsificantes biopoliméricos ou partículas sólidas como estabilizantes, a fim de criar produtos cosméticos estáveis com características agradáveis do produto. A emulsificação ultrassônica é uma excelente ferramenta para preparar nano e miniemulsões estáveis, bem como emulsões de Pickering. Além disso, a sonicação é aplicada a várias outras aplicações durante a produção de produtos cosméticos, como dispersão de pigmentos, dissolução de pós ou extração de ingredientes ativos.
Sobre emulsões em produtos cosméticos
Uma emulsão é um sistema bifásico. Os principais componentes são uma fase oleosa e uma fase aquosa.
A fase aquosa é a água mais qualquer combinação de materiais que são polares e se dissolvem, pelo menos até certo ponto, na água.
A fase oleosa compreende um ou mais materiais oleosos ou outros ingredientes que são apolares e exibem pelo menos alguma solubilidade em materiais oleosos.
Óleo em água (o/a): gotículas de óleo dispersas na água; O óleo é referido como a fase interna ou dispersa e a água como a fase externa ou contínua.
Emulsão de água em óleo (sem / o): gotículas de água são dispersas em óleo; A água é a fase interna ou dispersa e o óleo a fase externa ou contínua.
sem ou sem são as chamadas emulsões complexas ou múltiplas.
Laponita®
A laponita® é uma argila esmética sintética, que forma um gel tixotrópico transparente quando dispersa em água. O valor do pH de uma suspensão de Laponite® a 2% é de cerca de 9,8. Um gel é formado na concentração de 2%.
Laponite® é uma marca registrada da BYK Additives Ltd.