Güç Ultrasoniği ile Yüzey Aktif Madde İçermeyen Kozmetik Emülsiyonlar
- Çevre dostu kozmetik ürünlere yönelik artan talep nedeniyle kozmetik sektörü, yüzey aktif madde içermeyen emülsiyonların formülasyonuna odaklanmaktadır.
- Pickering emülsiyonları, parçacıklarla stabilize edilen, yüzey aktif madde/emülgatör içermeyen w/o veya o/w karışımlarıdır.
- Ultrasonik karıştırma ve emülsifikasyon, yüksek kararlılığa sahip, yüzey aktif madde içermeyen Pickering emülsiyonları formüle etmek için mükemmel bir tekniktir.
Ultrasonik Emülsifikasyon
Güçlü ultrasonik kesme kuvvetleri, stabilizatör olarak mikron ve nano boyutlu parçacıklar kullanılarak kararlı, yüzey aktif madde içermeyen Pickering emülsiyonlarının hazırlanmasına olanak tanır. Sonikasyon, kararlı emülsiyonlar üretmek amacıyla w/o, o/w ve w/o/w sistemlerini emülsifiye etmek için hâlihazırda yaygın olarak kullanılan ısıl olmayan bir emülsifikasyon işlemidir (ör. nemlendiriciler, kremler, losyonlar, güneş koruyucular, merhemler vb. için).
Killer ve kil bazlı ürünler, Pickering emülsiyonlarında stabilizatör olarak iyi sonuçlar verir. Ultrasonik emülsifikasyonun yüksek kesme kuvvetleri, killer ve kil bazlı ürünler gibi normalde disperse edilmesi zor olan reoloji düzenleyicilerin bile kozmetik formülasyonlara karıştırılmasını sağlar. Killerin büyük avantajı, emülsiyonu stabilize ederken aynı zamanda formülasyonda reoloji düzenleyici olarak görev yapmalarından kaynaklanan ikili işlevleridir. Bu, sonikasyonun, kesme altında incelme özellikleri gösteren, aynı zamanda tiksotropik olan ve böylece iyi uygulama özellikleri sunan kozmetik emülsiyonları bile formüle etmek için mükemmel bir yöntem olduğu anlamına gelir (ör. cilde kolay uygulama, püskürtülebilir ürünler vb.).
Su İçinde Hint Yağı Emülsiyonu
Su içinde hint yağı emülsiyonunun ultrasonik formülasyonu
Su içinde yağ tipi bir Pickering emülsiyonu şu şekilde hazırlanabilir:
Sürekli faz, su – laponite® dispersiyonundan; iç/disperse faz ise hint yağından oluşur.
- Sürekli faz, 2wt% laponite® tozunun 0,1M NaCl içinde (ultra saf suda), Hielscher UP200St veya UP200Ht ultrasonik homojenizatörü (200W, 26kHz) kullanılarak birkaç dakika dakika boyunca disperse edilmesiyle hazırlanır.
- o/w emülsiyonu için yağ, karışıma sonikasyon uygulanırken bir pipet kullanılarak sulu faza kademeli olarak eklenir. Yaklaşık 2 dakikalık sonikasyondan sonra homojen ve kararlı bir emülsiyon oluşur. Emülsifikasyon işlemi sırasında numunenin ısınmasını önlemek için numune bir buz banyosunda soğutulur.
Kremler, losyonlar ve balsamlar gibi cilt bakım ürünlerinin üretimi için cam akış reaktörlü UIP1000hdT
Daha büyük hacimlerin hazırlanması için Hielscher, tüm laboratuvar ve endüstriyel sonikatörleri için hem tozun hem de yağ damlacıklarının nano ölçekte bir emülsiyon içine disperse edilmesine/çözündürülmesine olanak tanıyan özel akış hücreleri sağlar.
Aşağıdaki tablo, sonikatörlerimizin yaklaşık işleme kapasitesi hakkında bilgi verir:
| Parti Hacmi | Debi | Önerilen Cihazlar |
|---|---|---|
| 0,5–1,5mL | uygulanamaz | 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 |
| uygulanamaz | 10–100L/min | UIP16000 |
| uygulanamaz | daha yüksek | Şu model cihazlardan oluşan küme: UIP16000 |
Pickering emülsiyonlarının ultrasonik hazırlanması hakkında daha fazla bilgi edinin!
Literatür / Kaynaklar
- 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.
Bilinmesi Gereken Bilgiler
Neden Yüzey Aktif Madde İçermeyen Emülsiyonlar?
Çoğu cilt bakım ürünü, birbiriyle karışmayan iki veya daha fazla maddenin karışımından oluşur. Bu, termodinamiğin ikinci yasası uyarınca doğaları gereği kararsız oldukları anlamına gelir. Birbiriyle karışmayan bu malzemelerden kararlı bir karışım oluşturmak ve uygun raf ömrüne sahip bir emülsiyon hazırlamak için stabilizatör kullanılması gerekir. İyonik veya iyonik olmayan yüzey aktif maddeler, emülgatör olarak yaygın biçimde kullanılır. Cilt bakım ürünlerinde düşük molekül ağırlıklı, amfifilik yüzey aktif maddelerin kullanımı, hassas ciltlerde sıklıkla kozmetik ürünlere karşı intoleransa neden olur. Ayrıca, giderek daha fazla tüketici doğal, temiz kozmetik ürünler talep etmektedir. Bu tür ürünler çoğunlukla cildi besleyen aktif bileşenlerle sınırlıdır ve çoğunlukla katkı maddeleri içermez (ör. emülgatörler, koku maddeleri vb.).
Yüzey aktif madde/emülgatör içermeyen emülsiyonlar, geleneksel kozmetik formülasyonlara tercih edilebilir bir alternatiftir. Pickering emülsiyonları, hoş ürün özelliklerine sahip kararlı kozmetik ürünler oluşturmak amacıyla biyopolimerik emülgatörlerin veya katı parçacıkların stabilizatör olarak kullanılmasına dayanır. Ultrasonik emülsifikasyon, kararlı nanoemülsiyonlar ve miniemülsiyonların yanı sıra Pickering emülsiyonları hazırlamak için mükemmel bir araçtır. Ayrıca sonikasyon, kozmetik ürünlerin üretimi sırasında pigmentlerin dispersiyonu, tozların çözündürülmesi veya aktif bileşenlerin ekstraksiyonu gibi çeşitli başka uygulamalarda da kullanılır.
Kozmetik Ürünlerdeki Emülsiyonlar Hakkında
Emülsiyon, iki fazlı bir sistemdir. Başlıca bileşenleri bir yağ fazı ve bir sulu fazdır.
Sulu faz, su ile polar olan ve suda en azından bir ölçüde çözünen malzemelerin herhangi bir kombinasyonundan oluşur.
Yağ fazı, bir veya daha fazla yağlı malzemeyi ya da apolar olan ve yağlı malzemelerde en azından bir miktar çözünürlük gösteren diğer bileşenleri içerir.
Su içinde yağ (o/w): suda disperse edilmiş yağ damlacıkları; yağ, iç veya disperse faz, su ise dış veya sürekli faz olarak adlandırılır.
Yağ içinde su emülsiyonu (w/o): su damlacıkları yağda disperse edilmiştir; su, iç veya disperse faz, yağ ise dış veya sürekli fazdır.
w/o/w veya o/w/o karmaşık veya çoklu olarak adlandırılan emülsiyonlardır.
Laponite®
Laponite®, suda disperse edildiğinde berrak, tiksotropik bir jel oluşturan sentetik smektik bir kildir. %2 Laponite® süspansiyonunun pH değeri yaklaşık 9,8’dir. %2 konsantrasyonda bir jel oluşur.
Laponite®, BYK Additives Ltd. şirketinin tescilli ticari markasıdır.