Surfaktantfria kosmetiska emulsioner från Power Ultrasonics
- På grund av den ökande efterfrågan på miljövänlig kosmetika fokuserar kosmetikaindustrin på formuleringen av emulsioner utan ytaktiva ämnen.
- Betningsemulsioner är tensid-/emulgeringsmedelsfria w/o- eller o/w-blandningar som stabiliseras av partiklar.
- Ultraljudsblandning och emulgering är en utmärkt teknik för att formulera mycket stabila ytaktiva Pickering-emulsioner.
Ultraljud emulgering
Kraftfulla ultraljudsskjuvkrafter gör det möjligt att framställa stabila, ytaktiva Pickering-emulsioner med mikron- och nanopartiklar som stabilisator. Ultraljudsbehandling är en icke-termisk emulgeringsprocess som redan används i stor utsträckning för att emulgera w / o-, o / w- och w / o / w-system för att producera stabila emulsioner (t.ex. för fuktighetskrämer, krämer, lotioner, solskyddsmedel, salvor etc.).
Leror och lerbaserade produkter visar goda resultat som stabilisatorer i Pickering-emulsioner. De höga skjuvkrafterna vid ultraljudsemulgering gör det möjligt att blanda även reologimodifierare, som normalt är svåra att dispergera, såsom leror och lerbaserade produkter, i kosmetiska formuleringar. Den stora fördelen med leror är deras dubbla funktion eftersom de stabiliserar emulsionen och samtidigt fungerar som reologimodifierare i formuleringen. Detta innebär att ultraljudsbehandling är en utmärkt metod för att formulera även kosmetiska emulsioner med skjuvförtunnande egenskaper som också är tixotropa och därmed erbjuder goda appliceringsegenskaper (t.ex. enkel applicering på huden, spraybara produkter etc).
Castor olja-i-vatten-emulsion
Ultraljudsformulering av en ricinolja-i-vatten-emulsion
En Pickering olja-i-vatten-emulsioner kan framställas på följande sätt:
Den kontinuerliga fasen består av en vattenlevande – laponitdispersion®, den inre/dispergerade fasen består av ricinolja.
- Den kontinuerliga fasen framställs genom att dispergera 2wt% laponitpulver® i 0,1M NaCl (i ultrarent vatten), dispergering med hjälp av Hielschers ultraljudshomogenisator UP200St eller UP200Ht (200W, 26kHz) i några minuter minuter.
- För o/w-emulsionen tillsätts oljan gradvis med hjälp av en pipett till vattenfasen, medan blandningen är ultraljudsbehandlad. Efter ca 2 minuters ultraljudsbehandling bildas en homogen och stabil emulsion. Under emulgeringsproceduren kyls provet i ett isbad för att förhindra uppvärmning av provet.

UIP1000hdT med glasflödesreaktor för produktion av hudvårdsprodukter som krämer, lotioner och balsam
För beredning av större volymer levererar Hielscher för alla labb och Industriella ultraljudsapparater Speciella flödesceller, som gör det möjligt att dispergera/lösa upp både pulver- och oljedropparna till en emulsion i nanoskala.
Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater:
Batchvolym | Flöde | Rekommenderade enheter |
---|---|---|
0.5 till 1,5 ml | N.A. | VialTweeter |
1 till 500 ml | 10 till 200 ml/min | UP100H |
10 till 2000 ml | 20 till 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 till 20L | 0.2 till 4L/min | UIP2000hdT |
10 till 100L | 2 till 10L/min | UIP4000 |
N.A. | 10 till 100 L/min | UIP16000 |
N.A. | Större | kluster av UIP16000 |
Läs mer om ultraljudsberedning av Pickering-emulsioner!
Caution: Video "duration" is missing
Litteratur / Referenser
- 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 som är värda att veta
Varför surfaktfria emulsioner?
De flesta hudvårdsprodukter representerar en blandning av två eller flera ämnen som inte är blandbara med varandra. Detta innebär att de, i enlighet med termodynamikens andra lag, i sig är instabila. För att bilda en stabil blandning av dessa oblandbara material krävs användning av stabilisatorer för att framställa en emulsion med lämplig hållbarhet. Joniska eller nonjoniska ytaktiva ämnen används ofta som emulgeringsmedel. För hudvårdsprodukter orsakar användningen av amfifila ytaktiva ämnen med låg molekylvikt ofta intoleranser mot kosmetiska produkter med känslig hud. Dessutom efterfrågar ett växande antal konsumenter naturliga, rena kosmetiska produkter. Sådana produkter reduceras främst till de aktiva ingredienserna, som vårdar huden, och är för det mesta fria från tillsatser (t.ex. emulgeringsmedel, doftämnen etc.).
Emulsioner utan ytaktiva ämnen / emulgeringsmedel är ett önskvärt alternativ till konventionella kosmetiska formuleringar. Betningsemulsioner är baserade på användningen av biopolymera emulgeringsmedel eller fasta partiklar som stabilisatorer för att skapa stabila kosmetiska produkter med behagliga produktegenskaper. Ultraljudsemulgering är ett utmärkt verktyg för att framställa stabila nano- och miniemulsioner samt Pickering-emulsioner. Dessutom används ultraljudsbehandling för olika andra tillämpningar under produktionen av kosmetiska produkter såsom dispersion av pigment, upplösning av pulver eller extraktion av aktiva ingredienser.
Om emulsioner i kosmetiska produkter
En emulsion är ett tvåfassystem. De viktigaste komponenterna är en oljefas och en vattenfas.
Vattenfasen är vatten plus vilken kombination av material som helst som är polära och löses upp, åtminstone till viss del, i vatten.
Oljefasen består av ett eller flera oljiga material, eller andra ingredienser som är opolära och uppvisar åtminstone en viss löslighet i oljiga material.
Olja-i-vatten (o/w): oljedroppar dispergerade i vatten; Oljan kallas den inre eller dispergerade fasen och vattnet som den yttre eller kontinuerliga fasen.
Vatten-i-olja-emulsion (w/ut): vattendroppar dispergeras i olja; Vattnet är den inre eller dispergerade fasen och oljan den yttre eller kontinuerliga fasen.
w/o/w eller o/w/o är så kallade komplexa eller multipla emulsioner.
Laponit®
Laponit® är en syntetisk smectic lera, som bildar en klar, tixotrop gel när den dispergeras i vatten. pH-värdet för en 2-procentig laponitsuspension® är cirka 9,8. En gel bildas vid 2% koncentration.
Laponite® är ett registrerat varumärke som tillhör BYK Additives Ltd.