Kosmetyczne preparaty emulsyjne

Rozpuszczanie porównywalnie małych ilości składników olejowych w preparatach do płukania i szamponu wykazuje podstawowe właściwości emulgujące, jakich należy oczekiwać od alkilopoliglikozydów jako niejonowych środków powierzchniowo czynnych. Jednak właściwe zrozumienie zachowania fazowego w układach wieloskładnikowych jest konieczne, aby ocenić alkilopoliglikozydy jako silne emulgatory w połączeniu z odpowiednimi hydrofobowymi koemulgatorami. Ogólnie rzecz biorąc, aktywność międzyfazowa alkilopoliglikozydów zależy od długości łańcucha węglowego i, w mniejszym stopniu, stopniu, poprzez stopień polimeryzacji (DP). Aktywność międzyfazowa wzrasta wraz z długością łańcucha alkilowego i jest najwyższa w pobliżu lub powyżej CMC, przy wartości poniżej 1 mN/m. Na granicy faz woda/olej mineralny C12-14 APG wykazuje niższe napięcie powierzchniowe niż siarczan C12-14 alkilu. Napięcia międzyfazowe n-dekanu, mirystynianu izopropylu i 2-oktylododekanolu zmierzono dla czystych monoglukozydów alkilowych (C8, C10, C12). i opisano ich zależność od rozpuszczalności alkilopoliglikozydów w fazie olejowej. Średniołańcuchowe alkilopoliglikozydy można stosować jako emulgatory w emulsjach o/w w połączeniu z hydrofobowymi koemulgatorami.

Alkilopoliglikozydy różnią się od etoksylowanych niejonowych środków powierzchniowo czynnych tym, że nie ulegają indukowanej temperaturą przemianie fazowej z emulsji olej w wodzie (O/W) do emulsji olej w wodzie (W/O). Zamiast tego właściwości hydrofilowe/lipofilowe mogą można zrównoważyć przez zmieszanie z hydrofobowym emulgatorem, takim jak monooleinian gliceryny (GMO) lub odwodniony monolaurynian sorbitolu (SML). W rzeczywistości zachowanie fazowe i napięcie międzyfazowe układu emulgatora alkilopoliglikozydowego są bardzo podobne do właściwości konwencjonalnego układu etoksylowanego alkoholu tłuszczowego, jeśli zamiast temperatury jako kluczowego parametru zachowania fazowego stosuje się stosunek mieszania emulgatora hydrofilowego/lipofilowego w układzie nieetoksylowanym.

Układ dodekanu, wody, glukozydu laurylowego i laurynianu sorbitanu jako hydrofobowego koemulgatora tworzy mikroemulsje przy określonym stosunku mieszania C12-14 APG do SML wynoszącym 4:6 do 6:4 (rysunek 1). Wyższe zawartości SML prowadzą do emulsji w/o, podczas gdy wyższe zawartości alkilopoliglikozydów dają emulsje o/w. Zmiana całkowitego stężenia emulgatora skutkuje powstaniem na diagramie fazowym tzw. „ryby Kahlweita”, przy czym korpus zawiera mikroemulsje trójfazowe, a mikroemulsje jednofazowe z ogonem, co obserwuje się w przypadku emulgatorów etoksylowanych w funkcji temperatury. Wysoka skuteczność emulgowania Wydajność mieszaniny C12-14 APG/SML w porównaniu z układem etoksylanu alkoholu tłuszczowego odzwierciedla się w tym, że już 10% mieszaniny emulgatorów wystarcza do wytworzenia jednofazowej mikroemulsji.

Podobieństwo wzorców inwersji faz dwóch typów środków powierzchniowo czynnych nie ogranicza się tylko do zachowania fazowego, ale można je również znaleźć w napięciu międzyfazowym układu emulgującego. Właściwości hydrofilowo-lipofilowe mieszaniny emulgatorów osiągnęły równowagę, gdy stosunek C12 -14 APG/SML wynosiło 4:6, a napięcie międzyfazowe było najniższe. Warto zauważyć, że bardzo niskie minimalne napięcie międzyfazowe (ok. 10^-3mN/m) zaobserwowano stosując mieszaninę C12-14 APG/SML.

Wśród alkiloglikozydów zawierających mikroemulsje przyczyną wysokiej aktywności na granicy faz jest to, że hydrofilowe alkiloglikozydy z większymi grupami glukozydowymi i hydrofobowe koemulgatory z mniejszymi grupami mieszają się na granicy faz olej-woda w idealnym stosunku. Hydratacja (i efektywna wielkość głowicy hydratacyjnej) jest mniej zależna od temperatury niż ma to miejsce w przypadku etoksylowanych niejonowych środków powierzchniowo czynnych. Zatem równoległe napięcie międzyfazowe obserwuje się tylko dla nieznacznie zależnego od temperatury zachowania fazowego nieetoksylowanej mieszaniny emulgatorów.

Zapewnia to interesujące zastosowania, ponieważ w przeciwieństwie do etoksylanów alkoholi tłuszczowych, glikozydy alkilowe mogą tworzyć mikroemulsje stabilne temperaturowo. Zmieniając zawartość środka powierzchniowo czynnego, rodzaj użytego środka powierzchniowo czynnego i stosunek oleju do wody, można wytwarzać mikroemulsje o określonych właściwościach, takich jak przezroczystość, lepkość, działanie modyfikujące i właściwości pieniące. Koemulgator w układzie mieszanym siarczanu eteru alkilowego i niejonu, obserwuje się rozszerzoną powierzchnię mikroemulsji i można go stosować do formułowania koncentratów lub drobnocząsteczkowych emulsji olejowo-wodnych.

Dokonano oceny pseudotrójkątów fazowych układów wieloskładnikowych zawierających alkilopoliglikozyd/SLES i SML z węglowodorem (Dioktyl Cykloheksan) oraz alkilopoliglikozyd/SLES i GMO z polarnymi olejami (Dicaprylyl Ether/Octyl Dodecanol). Wykazują one zmienność i zakres powierzchni dla o/w, w/o lub mikroemulsji dla faz heksagonalnych i dla faz lamelarnych w zależności od budowy chemicznej i proporcji mieszania składników. Jeśli te trójkąty fazowe zostaną nałożone na przystające trójkąty wydajności, wskazujące na przykład zachowanie się pienienia i właściwości lepkości odpowiednich mieszanin, stanowią one cenną pomoc dla formulatora w znalezieniu konkretnych i dobrze zaprojektowanych preparatów mikroemulsji, np. do środków do mycia twarzy lub natłuszczających kąpieli piankowych. Przykładowo, z trójkąta fazowego można wyprowadzić odpowiedni preparat mikroemulsji do natłuszczających kąpieli piankowych.