Козметичке емулзије без сурфактаната применом ултразвука велике снаге
- Због све веће потражње за еколошки прихватљивом козметиком, козметичка индустрија се усредсређује на формулисање емулзија без сурфактаната.
- Пикерингове емулзије су смеше воде у уљу (w/o) или уља у води (o/w), без сурфактаната/емулгатора, стабилизоване честицама.
- Ултразвучно мешање и емулговање представљају одличну технику за формулисање високо стабилних Пикерингових емулзија без сурфактаната.
Ултразвучно емулговање
Снажне ултразвучне силе смицања омогућавају припрему стабилних Пикерингових емулзија без сурфактаната, уз употребу микронских честица и наночестица као стабилизатора. Соникација је нетермички поступак емулговања који се већ широко користи за емулговање система w/o, o/w и w/o/w ради добијања стабилних емулзија (нпр. за хидратантне препарате, креме, лосионе, препарате за заштиту од сунца, масти итд.).
Глине и производи на бази глине показују добре резултате као стабилизатори у Пикеринговим емулзијама. Велике силе смицања при ултразвучном емулговању омогућавају умешавање у козметичке формулације чак и модификатора реологије који се обично тешко диспергују, као што су глине и производи на бази глине. Велика предност глина је њихова двострука функција, јер стабилизују емулзију и истовремено делују као модификатори реологије у формулацији. То значи да је соникација одличан метод за формулисање чак и козметичких емулзија чија се вискозност смањује при смицању, а које су такође тиксотропне и стога пружају добра својства при примени (нпр. лако наношење на кожу, производи који се могу распршивати итд.).
Емулзија рицинусовог уља у води
Ултразвучно формулисање емулзије рицинусовог уља у води
Пикерингова емулзија уља у води може се припремити на следећи начин:
Континуалну фазу чини дисперзија воде и laponite®, а унутрашњу/дисперговану фазу чини рицинусово уље.
- Континуална фаза се припрема дисперговањем 2 мас.% праха laponite® у 0,1M NaCl (у ултрачистој води), помоћу ултразвучног хомогенизатора компаније Hielscher UP200St или UP200Ht (200W, 26kHz) током неколико минута.
- За емулзију o/w, уље се постепено додаје пипетом у водену фазу док се смеша подвргава соникацији. После приближно 2 минута соникације формира се хомогена и стабилна емулзија. Током поступка емулговања, узорак се хлади у леденом купатилу како би се спречило његово загревање.
UIP1000hdT са стакленим проточним реактором за производњу препарата за негу коже, као што су креме, лосиони и балзами
За припрему већих запремина, Hielscher испоручује за све лабораторијске и индустријске ултразвучне уређаје посебне проточне ћелије које омогућавају дисперговање/растварање и праха и капљица уља у емулзију наноразмера.
Табела у наставку даје оријентациони преглед приближног капацитета обраде наших ултразвучних уређаја:
| Запремина шарже | Проток | Препоручени уређаји |
|---|---|---|
| 0,5 до 1,5mL | није применљиво | VialTweeter |
| 1 до 500mL | 10 до 200mL/min | UP100H |
| 10 до 2000mL | 20 до 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 до 20L | 0,2 до 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 до 100L | 2 до 10L/min | UIP4000 |
| није применљиво | 10 до 100L/min | UIP16000 |
| није применљиво | већи | група уређаја UIP16000 |
Прочитајте више о ултразвучној припреми Пикерингових емулзија!
Литература / Референце
- 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.
Корисне чињенице
Зашто емулзије без сурфактаната?
Већина производа за негу коже представља смешу двеју или више супстанци које се међусобно не мешају. То значи да су оне, у складу са другим законом термодинамике, по својој природи нестабилне. Да би се од ових немешљивих материјала формирала стабилна смеша, неопходна је употреба стабилизатора ради припреме емулзије са одговарајућим роком трајања. Јонски или нејонски сурфактанти обично се користе као емулгатори. Код производа за негу коже, употреба амфифилних сурфактаната мале молекулске масе често изазива неподношење козметичких производа код особа са осетљивом кожом. Поред тога, све већи број потрошача тражи природне, чисте козметичке производе. Такви производи су углавном сведени на активне састојке који негују кожу и углавном не садрже адитиве (нпр. емулгаторе, мирисе итд.).
Емулзије без сурфактаната / без емулгатора представљају пожељну алтернативу конвенционалним козметичким формулацијама. Пикерингове емулзије заснивају се на употреби биополимерних емулгатора или чврстих честица као стабилизатора ради добијања стабилних козметичких производа са пријатним својствима. Ултразвучно емулговање је одличан начин за припрему стабилних наноемулзија и миниемулзија, као и Пикерингових емулзија. Поред тога, соникација се користи и у разним другим поступцима током производње козметичких производа, као што су дисперговање пигмената, растварање прахова или екстракција активних састојака.
О емулзијама у козметичким производима
Емулзија је двофазни систем. Главне компоненте су уљна фаза и водена фаза.
Водену фазу чине вода и било која комбинација материјала који су поларни и растварају се, бар у извесној мери, у води.
Уљна фаза обухвата један или више уљних материјала или друге састојке који су неполарни и показују бар извесну растворљивост у уљним материјалима.
Уље у води (o/w): капљице уља дисперговане у води; уље се назива унутрашњом или диспергованом фазом, а вода спољашњом или континуалном фазом.
Емулзија воде у уљу (w/o): капљице воде су дисперговане у уљу; вода је унутрашња или диспергована фаза, а уље спољашња или континуална фаза.
w/o/w или o/w/o су такозване сложене или вишеструке емулзије.
Laponite®
Laponite® је синтетичка смектичка глина која при дисперговању у води формира бистар, тиксотропни гел. pH вредност суспензије Laponite® од 2% износи око 9,8. Гел се формира при концентрацији од 2%.
Laponite® је регистровани жиг компаније BYK Additives Ltd.