Косметические эмульсии без поверхностно-активных веществ с помощью мощного ультразвука
- В связи с растущим спросом на экологически безопасную косметику косметическая промышленность уделяет особое внимание разработке эмульсий без поверхностно-активных веществ.
- Эмульсии Пикеринга представляют собой смеси типа «вода в масле» (w/o) или «масло в воде» (o/w), не содержащие поверхностно-активных веществ и эмульгаторов и стабилизированные частицами.
- Ультразвуковое смешивание и эмульгирование – превосходный метод приготовления высокостабильных эмульсий Пикеринга без поверхностно-активных веществ.
Ультразвуковое эмульгирование
Мощные сдвиговые силы, создаваемые ультразвуком, позволяют получать стабильные эмульсии Пикеринга без поверхностно-активных веществ, используя микро- и наночастицы в качестве стабилизатора. Обработка ультразвуком представляет собой нетепловой процесс эмульгирования, который уже широко применяется для эмульгирования систем w/o, o/w и w/o/w с целью получения стабильных эмульсий (например, для увлажняющих средств, кремов, лосьонов, солнцезащитных средств, мазей и т. д.).
Глины и продукты на основе глин показывают хорошие результаты в качестве стабилизаторов эмульсий Пикеринга. Высокие сдвиговые силы при ультразвуковом эмульгировании позволяют вводить в косметические составы даже модификаторы реологических свойств, которые обычно трудно диспергировать, например глины и продукты на их основе. Большое преимущество глин заключается в их двойной функции: они стабилизируют эмульсию и одновременно выступают в составе в качестве модификаторов реологических свойств. Это означает, что обработка ультразвуком является превосходным методом приготовления даже косметических эмульсий, вязкость которых снижается при сдвиге и которые также обладают тиксотропными свойствами, обеспечивая тем самым хорошие характеристики при применении (например, лёгкое нанесение на кожу, возможность распыления продукта и т. д.).
Эмульсия касторового масла в воде
Приготовление эмульсии касторового масла в воде с помощью ультразвука
Эмульсию Пикеринга типа «масло в воде» можно приготовить следующим образом:
Непрерывная фаза представляет собой дисперсию laponite® в воде, а внутренняя/дисперсная фаза состоит из касторового масла.
- Непрерывную фазу готовят диспергированием 2wt% порошка laponite® в 0,1M NaCl (в сверхчистой воде), используя ультразвуковой гомогенизатор Hielscher UP200St или UP200Ht (200W, 26kHz) в течение нескольких минут минут.
- Для получения эмульсии o/w масло постепенно добавляют пипеткой в водную фазу, одновременно обрабатывая смесь ультразвуком. Примерно через 2 минуты обработки ультразвуком образуется однородная и стабильная эмульсия. Во время эмульгирования образец охлаждают в ледяной бане, чтобы предотвратить его нагрев.
UIP1000hdT со стеклянным проточным реактором для производства средств по уходу за кожей, таких как кремы, лосьоны и бальзамы
Для приготовления больших объёмов Hielscher поставляет для всех лабораторных и промышленных ультразвуковых аппаратов специальные проточные ячейки, позволяющие диспергировать/растворять как порошок, так и капли масла с образованием наноразмерной эмульсии.
В приведённой ниже таблице указана приблизительная производительность наших ультразвуковых аппаратов:
| Объём партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
|---|---|---|
| 0,5–1,5mL | не применимо | VialTweeter |
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000 |
| не применимо | 10–100L/min | UIP16000 |
| не применимо | выше | группа аппаратов UIP16000 |
Узнайте больше о приготовлении эмульсий Пикеринга с помощью ультразвука!
Литература / Ссылки
- 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.
Полезные сведения
Зачем нужны эмульсии без поверхностно-активных веществ?
Большинство средств по уходу за кожей представляют собой смесь двух или более веществ, которые не смешиваются друг с другом. Это означает, что в соответствии со вторым законом термодинамики они по своей природе нестабильны. Для образования стабильной смеси из этих несмешивающихся материалов необходимо использовать стабилизаторы, позволяющие получить эмульсию с соответствующим сроком хранения. В качестве эмульгаторов обычно используют ионные или неионные поверхностно-активные вещества. При использовании средств по уходу за кожей низкомолекулярные амфифильные поверхностно-активные вещества часто вызывают непереносимость косметических продуктов у людей с чувствительной кожей. Кроме того, всё больше потребителей требуют натуральных косметических продуктов с чистым составом. Состав таких продуктов в основном ограничивается активными ингредиентами, которые ухаживают за кожей, и они преимущественно не содержат добавок (например, эмульгаторов, отдушек и т. д.).
Эмульсии без поверхностно-активных веществ / эмульгаторов являются желательной альтернативой традиционным косметическим составам. Эмульсии Пикеринга основаны на использовании биополимерных эмульгаторов или твёрдых частиц в качестве стабилизаторов для создания стабильных косметических продуктов с приятными характеристиками. Ультразвуковое эмульгирование – превосходный способ получения стабильных нано- и миниэмульсий, а также эмульсий Пикеринга. Кроме того, обработка ультразвуком применяется для решения различных других задач при производстве косметических продуктов, таких как диспергирование пигментов, растворение порошков или экстракция активных ингредиентов.
Об эмульсиях в косметических продуктах
Эмульсия представляет собой двухфазную систему. Основные компоненты – масляная и водная фазы.
Водная фаза состоит из воды и любой комбинации полярных материалов, которые растворяются в воде хотя бы в некоторой степени.
Масляная фаза включает один или несколько маслянистых материалов либо другие ингредиенты, которые являются неполярными и обладают хотя бы некоторой растворимостью в маслянистых материалах.
«Масло в воде» (o/w): капли масла, диспергированные в воде; масло называют внутренней или дисперсной фазой, а воду – внешней или непрерывной фазой.
Эмульсия «вода в масле» (w/o): капли воды диспергированы в масле; вода является внутренней или дисперсной фазой, а масло – внешней или непрерывной фазой.
w/o/w или o/w/o – так называемые сложные или множественные эмульсии.
Laponite®
Laponite® – синтетическая смектическая глина, которая при диспергировании в воде образует прозрачный тиксотропный гель. Значение pH 2% суспензии Laponite® составляет около 9,8. Гель образуется при концентрации 2%.
Laponite® является зарегистрированным товарным знаком BYK Additives Ltd.