Косметические эмульсионные препараты
Солюбилизация сравнительно небольших количеств масляных компонентов в составах ополаскивателей и шампуней демонстрирует основные эмульгирующие свойства, которые алкилполигликозиды, как и следовало ожидать, должны проявлять как неионогенные поверхностно-активные вещества. Однако для оценки алкилполигликозидов как эффективных эмульгаторов в сочетании с подходящими гидрофобными соэмульгаторами необходимо правильное понимание фазового поведения в многокомпонентных системах. В целом, межфазная активность алкилполигликозидов определяется длиной углеродной цепи и, в меньшей степени, степенью полимеризации (СП). Межфазная активность возрастает с увеличением длины алкильной цепи и достигает максимума вблизи или выше ККМ при значении ниже 1 мН/м. На границе раздела вода/минеральное масло C12-14 APG демонстрирует более низкое поверхностное натяжение, чем C12-14 алкилсульфат. Измерено поверхностное натяжение н-декана, изопропилмиристата и 2-октилдодеканола для чистых алкилмоноглюкозидов (C8, C10, C12), и описана их зависимость от растворимости алкилполигликозидов в масляной фазе. Среднецепочечные алкилполигликозиды могут быть использованы в качестве эмульгаторов для эмульсий типа «масло в воде» в сочетании с гидрофобными соэмульгаторами.
Алкилполигликозиды отличаются от этоксилированных неионогенных поверхностно-активных веществ тем, что они не подвергаются фазовому переходу, вызванному температурой, из эмульсий типа «масло в воде» (М/В) в эмульсии типа «масло в воде» (В/М). Вместо этого гидрофильные/липофильные свойства можно сбалансировать путем смешивания с гидрофобным эмульгатором, таким как моноолеат глицерина (ГМО) или дегидратированный монолаурат сорбитола (СМЛ). Фактически, фазовое поведение и межфазное натяжение системы эмульгатора алкилполигликозида очень похожи на таковые для обычной системы этоксилатов жирных спиртов, если в качестве ключевого параметра фазового поведения использовать соотношение смешивания гидрофильного/липофильного эмульгатора в неэтоксилированной системе вместо температуры.
Система додекана, воды, лаурилглюкозида и сорбитанлаурата в качестве гидрофобного соэмульгатора образует микроэмульсии при определенном соотношении смешивания C12-14 APG к SML от 4:6 до 6:4 (рисунок 1). Более высокое содержание SML приводит к эмульсиям типа «вода в масле», тогда как более высокое содержание алкилполигликозидов дает эмульсии типа «масло в воде». Изменение общей концентрации эмульгатора приводит к образованию на фазовой диаграмме так называемой «рыбы Кальвайта», в которой тело содержит трехфазные микроэмульсии, а хвост — однофазные микроэмульсии, что наблюдается для этоксилированных эмульгаторов в зависимости от температуры. Высокая эмульгирующая способность смеси C12-14 APG/SML по сравнению с системой этоксилатов жирных спиртов отражается в том факте, что даже 10 % смеси эмульгаторов достаточно для образования однофазной микроэмульсии.
Сходство паттернов инверсии фаз двух типов поверхностно-активных веществ не ограничивается только фазовым поведением, но также проявляется в межфазном натяжении эмульгирующей системы. Гидрофильно-липофильные свойства смеси эмульгаторов достигают равновесия при соотношении C12-14 APG/SML 4:6, а межфазное натяжение минимально. Примечательно, что минимальное межфазное натяжение (около 10-3мН/м) наблюдалось с использованием смеси C12-14 APG/SML.
Высокая межфазная активность алкилгликозидов, содержащих микроэмульсии, обусловлена тем, что гидрофильные алкилгликозиды с более крупными глюкозидными головками и гидрофобные соэмульгаторы с более мелкими группами смешиваются на границе раздела масло-вода в идеальном соотношении. Гидратация (и эффективный размер гидратной головки) меньше зависит от температуры, чем в случае этоксилированных неионогенных поверхностно-активных веществ. Таким образом, параллельное межфазное натяжение наблюдается только для слабо зависящего от температуры фазового поведения смеси неэтоксилированных эмульгаторов.
Это открывает интересные возможности применения, поскольку, в отличие от этоксилатов жирных спиртов, алкилгликозиды способны образовывать термостабильные микроэмульсии. Варьируя содержание поверхностно-активного вещества, тип используемого поверхностно-активного вещества и соотношение масло/вода, можно получать микроэмульсии с заданными свойствами, такими как прозрачность, вязкость, модифицирующие эффекты и пенообразование. В смешанной системе алкилэфирсульфата и неионогенного соэмульгатора наблюдается расширение области микроэмульсии, что позволяет использовать их для создания концентрированных или мелкодисперсных эмульсий масло/вода.
Была проведена оценка псевдотройных фазовых треугольников многокомпонентных систем, содержащих алкилполигликозид/SLES и SML с углеводородом (диоктилциклогексаном) и алкилполигликозид/SLES и ГМО с полярными маслами (дикаприлиловый эфир/октилдодеканол). Они демонстрируют изменчивость и размер площадей для эмульсий типа «м/в», «в/м» или микроэмульсий для гексагональных фаз и для ламеллярных фаз в зависимости от химической структуры и соотношения компонентов. Если эти фазовые треугольники наложить на конгруэнтные треугольники характеристик, указывающие, например, пенообразование и вязкостные свойства соответствующих смесей, то они оказывают ценную помощь разработчику рецептур в поиске специфических и хорошо разработанных рецептур микроэмульсий, например, для очищающих средств для лица или жировосстанавливающих пен для ванн. Например, из фазового треугольника можно вывести подходящую рецептуру микроэмульсии для жировосстанавливающих пен для ванн.
Время публикации: 09 декабря 2020 г.