Nhũ tương mỹ phẩm không chứa chất hoạt động bề mặt bằng siêu âm công suất cao
- Do nhu cầu ngày càng tăng đối với mỹ phẩm thân thiện với môi trường, ngành mỹ phẩm đang tập trung vào việc bào chế nhũ tương không chứa chất hoạt động bề mặt.
- Nhũ tương Pickering là hỗn hợp w/o hoặc o/w không chứa chất hoạt động bề mặt/chất nhũ hóa, được ổn định bằng các hạt.
- Trộn và nhũ hóa bằng siêu âm là kỹ thuật tuyệt vời để bào chế nhũ tương Pickering có độ ổn định cao, không chứa chất hoạt động bề mặt.
Nhũ hóa bằng siêu âm
Lực cắt mạnh của siêu âm cho phép điều chế nhũ tương Pickering ổn định, không chứa chất hoạt động bề mặt, sử dụng các hạt kích thước micromet và nanomet làm chất ổn định. Xử lý bằng siêu âm là quá trình nhũ hóa phi nhiệt đã được sử dụng rộng rãi để nhũ hóa các hệ w/o, o/w và w/o/w nhằm tạo ra nhũ tương ổn định (ví dụ: cho sản phẩm dưỡng ẩm, kem, sữa dưỡng, kem chống nắng, thuốc mỡ, v.v.).
Đất sét và các sản phẩm từ đất sét cho kết quả tốt khi làm chất ổn định trong nhũ tương Pickering. Lực cắt cao của quá trình nhũ hóa bằng siêu âm cho phép trộn vào công thức mỹ phẩm ngay cả các chất điều chỉnh lưu biến thường khó phân tán, chẳng hạn như đất sét và các sản phẩm từ đất sét. Ưu điểm lớn của đất sét là chức năng kép: vừa ổn định nhũ tương vừa đóng vai trò là chất điều chỉnh lưu biến trong công thức. Điều này có nghĩa là xử lý bằng siêu âm là phương pháp tuyệt vời để bào chế ngay cả nhũ tương mỹ phẩm có đặc tính giảm độ nhớt khi chịu cắt, đồng thời có tính xúc biến và nhờ đó mang lại đặc tính sử dụng tốt (ví dụ: dễ thoa lên da, sản phẩm có thể phun được, v.v.).
Nhũ tương dầu thầu dầu trong nước
Bào chế nhũ tương dầu thầu dầu trong nước bằng siêu âm
Có thể điều chế nhũ tương Pickering dầu trong nước theo cách sau:
Pha liên tục là hệ phân tán nước – laponite®, pha nội/pha phân tán là dầu thầu dầu.
- Pha liên tục được điều chế bằng cách phân tán bột laponite® ở hàm lượng 2wt% trong NaCl 0,1M (trong nước siêu tinh khiết), sử dụng máy đồng nhất hóa siêu âm của Hielscher UP200St hoặc UP200Ht (200W, 26kHz) trong vài phút.
- Đối với nhũ tương o/w, dầu được thêm từ từ vào pha nước bằng pipet trong khi hỗn hợp được xử lý bằng siêu âm. Sau khoảng 2 phút xử lý bằng siêu âm, nhũ tương đồng nhất và ổn định được hình thành. Trong quá trình nhũ hóa, mẫu được làm mát trong bể nước đá để ngăn mẫu nóng lên.
UIP1000hdT với thiết bị phản ứng dòng chảy bằng thủy tinh để sản xuất các sản phẩm chăm sóc da như kem, sữa dưỡng và sáp dưỡng
Để điều chế với thể tích lớn hơn, Hielscher cung cấp cho tất cả các thiết bị siêu âm phòng thí nghiệm và thiết bị siêu âm công nghiệp các buồng dòng chảy đặc biệt, cho phép phân tán/hòa tan cả bột và các giọt dầu để tạo thành nhũ tương kích thước nano.
Bảng dưới đây cho biết năng lực xử lý gần đúng của các thiết bị siêu âm của chúng tôi:
| Thể tích mẻ | Lưu lượng | Thiết bị được khuyến nghị |
|---|---|---|
| 0,5 đến 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 đến 500mL | 10 đến 200mL/min | UP100H |
| 10 đến 2000mL | 20 đến 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 đến 20L | 0,2 đến 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 đến 100L | 2 đến 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 đến 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | lớn hơn | cụm thiết bị UIP16000 |
Tìm hiểu thêm về điều chế nhũ tương Pickering bằng siêu âm!
Tài liệu / Tài liệu tham khảo
- 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.
Thông tin hữu ích
Tại sao nên sử dụng nhũ tương không chứa chất hoạt động bề mặt?
Hầu hết các sản phẩm chăm sóc da là hỗn hợp của hai hoặc nhiều chất không hòa lẫn với nhau. Điều này có nghĩa là theo định luật thứ hai của nhiệt động lực học, chúng vốn không ổn định. Để tạo hỗn hợp ổn định từ những vật liệu không hòa lẫn này, cần sử dụng chất ổn định để điều chế nhũ tương có thời hạn sử dụng phù hợp. Các chất hoạt động bề mặt ion hoặc không ion thường được sử dụng làm chất nhũ hóa. Đối với sản phẩm chăm sóc da, việc sử dụng các chất hoạt động bề mặt lưỡng ái có khối lượng phân tử thấp thường khiến da nhạy cảm không dung nạp được sản phẩm mỹ phẩm. Hơn nữa, ngày càng nhiều người tiêu dùng có nhu cầu sử dụng mỹ phẩm tự nhiên, sạch. Các sản phẩm này chủ yếu được tinh giản chỉ còn các hoạt chất nuôi dưỡng da và phần lớn không chứa phụ gia (ví dụ: chất nhũ hóa, hương liệu, v.v.).
Nhũ tương không chứa chất hoạt động bề mặt/chất nhũ hóa là lựa chọn thay thế đáng mong muốn cho các công thức mỹ phẩm thông thường. Nhũ tương Pickering dựa trên việc sử dụng chất nhũ hóa polyme sinh học hoặc các hạt rắn làm chất ổn định nhằm tạo ra sản phẩm mỹ phẩm ổn định với đặc tính dễ chịu khi sử dụng. Nhũ hóa bằng siêu âm là công cụ tuyệt vời để điều chế nhũ tương nano và nhũ tương mini ổn định cũng như nhũ tương Pickering. Ngoài ra, xử lý bằng siêu âm còn được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác trong quá trình sản xuất mỹ phẩm, chẳng hạn như phân tán chất màu, hòa tan bột hoặc chiết xuất hoạt chất.
Về nhũ tương trong sản phẩm mỹ phẩm
Nhũ tương là hệ hai pha. Các thành phần chính là pha dầu và pha nước.
Pha nước gồm nước cùng với bất kỳ tổ hợp vật liệu nào có tính phân cực và hòa tan trong nước, ít nhất ở một mức độ nào đó.
Pha dầu bao gồm một hoặc nhiều vật liệu dạng dầu, hoặc các thành phần khác không phân cực và có khả năng hòa tan ít nhất ở một mức độ nào đó trong vật liệu dạng dầu.
Dầu trong nước (o/w): các giọt dầu phân tán trong nước; dầu được gọi là pha nội hoặc pha phân tán và nước là pha ngoại hoặc pha liên tục.
Nhũ tương nước trong dầu (w/o): các giọt nước phân tán trong dầu; nước là pha nội hoặc pha phân tán và dầu là pha ngoại hoặc pha liên tục.
w/o/w hoặc o/w/o là các dạng được gọi là nhũ tương phức hợp hoặc nhũ tương đa lớp.
Laponite®
Laponite® là đất sét smectic tổng hợp, tạo thành gel trong suốt có tính xúc biến khi phân tán trong nước. Giá trị pH của huyền phù Laponite® 2% vào khoảng 9,8. Gel được hình thành ở nồng độ 2%.
Laponite® là nhãn hiệu đã đăng ký của BYK Additives Ltd.