Kozmetikai emulziós készítmények

Az öblítő- és samponkészítményekben viszonylag kis mennyiségű olajkomponensek oldhatósága demonstrálja azokat az alapvető emulgeáló tulajdonságokat, amelyeket az alkil-poliglikozidoktól nemionos felületaktív anyagként várhatóan elvárnak. Azonban a többkomponensű rendszerek fázisviselkedésének megfelelő ismerete szükséges ahhoz, hogy az alkil-poliglikozidokat hatékony emulgeálószerként, megfelelő hidrofób koemulgeálószerekkel kombinálva értékelni lehessen. Általánosságban elmondható, hogy az alkil-poliglikozidok határfelületi aktivitását a szénlánc hossza, és kisebb mértékben a polimerizáció foka (DP) határozza meg. A határfelületi aktivitás az alkillánc hosszával növekszik, és a CMC közelében vagy felett a legmagasabb, 1 mN/m alatti értékkel. A víz/ásványolaj határfelületen a C12-14 APG alacsonyabb felületi feszültséget mutat, mint a C12-14 alkil-szulfát. Az n-dekán, az izopropil-mirisztát és a 2-oktil-dodekanol határfelületi feszültségeit tiszta alkil-monoglükozidok (C8, C10, C12) esetében mérték, és leírták ezek függését az alkil-poliglikozidok olajfázisban való oldhatóságától. A közepes szénláncú alkil-poliglikozidok emulgeálószerként használhatók o/v emulziókhoz hidrofób ko-emulgeálószerekkel kombinálva.

Az alkil-poliglikozidok abban különböznek az etoxilezett nemionos felületaktív anyagoktól, hogy nem mennek keresztül hőmérséklet által indukált fázisátalakításon olaj-a-vízben (O/W) olaj-a-vízben (W/O) emulziókká. Ehelyett a hidrofil/lipofil tulajdonságok kiegyensúlyozhatók egy hidrofób emulgeálószerrel, például glicerin-monooleáttal (GMO) vagy dehidratált szorbit-monolauráttal (SML) való keveréssel. Valójában az alkil-poliglikozid emulgeálószer rendszer fázisviselkedése és határfelületi feszültsége nagyon hasonló a hagyományos zsíralkohol-etoxilát rendszeréhez, ha a nem etoxilezett rendszerben a hidrofil/lipofil emulgeálószer keverési arányát használjuk a hőmérséklet helyett kulcsfontosságú fázisviselkedési paraméterként.

A dodekánból, vízből, lauril-glükozidból és szorbitán-laurátból álló hidrofób koemulgeálószerként használt rendszer mikroemulziókat képez a C12-14 APG és az SML 4:6 és 6:4 közötti keverési arányában (1. ábra). A magasabb SML-tartalom víz-olaj emulziókat eredményez, míg a magasabb alkil-poliglikozid-tartalom o/v emulziókat. A teljes emulgeálószer-koncentráció változása úgynevezett „Kahlweit-halat” eredményez a fázisdiagramon, a test háromfázisú mikroemulziókat, a farok pedig egyfázisú mikroemulziókat tartalmaz, ahogyan azt az etoxilezett emulgeálószereknél a hőmérséklet függvényében megfigyelték. A C12-14 APG/SML keverék magas emulgeálóképessége a zsíralkohol-etoxilát rendszerhez képest abban tükröződik, hogy az emulgeálószer-keveréknek már 10%-a is elegendő az egyfázisú mikroemulzió kialakításához.

A két felületaktív anyag típus fázisinverziós mintázatainak hasonlósága nemcsak a fázisviselkedésre korlátozódik, hanem az emulgeáló rendszer határfelületi feszültségében is megtalálható. Az emulgeálószer-keverék hidrofil-lipofil tulajdonságai akkor érték el az egyensúlyt, amikor a C12-14 APG/SML arány 4:6 volt, és a határfelületi feszültség a legalacsonyabb. Figyelemre méltó, hogy nagyon alacsony minimális határfelületi feszültség (kb. 10^-3mN/m) értéket figyeltek meg C12-14 APG/SML keverék alkalmazásával.

Az alkilglikozidokat tartalmazó mikroemulziók között a magas határfelületi aktivitás oka az, hogy a nagyobb glükozid-fejcsoportokkal rendelkező hidrofil alkilglikozidok és a kisebb csoportokkal rendelkező hidrofób koemulgeálószerek ideális arányban keverednek az olaj-víz határfelületen. A hidratáció (és a hidratációs fej effektív mérete) kevésbé függ a hőmérséklettől, mint az etoxilezett nemionos felületaktív anyagok esetében. Így párhuzamos határfelületi feszültség csak a nem etoxilezett emulgeálószer-keverék enyhén hőmérsékletfüggő fázisviselkedése esetén figyelhető meg.

Ez érdekes alkalmazási lehetőségeket kínál, mivel a zsíralkohol-etoxilátokkal ellentétben az alkil-glikozidok hőmérsékletstabil mikroemulziókat képezhetnek. A felületaktív anyag tartalmának, a felhasznált felületaktív anyag típusának és az olaj/víz arány változtatásával olyan mikroemulziók állíthatók elő, amelyek specifikus tulajdonságokkal rendelkeznek, mint például az átlátszóság, a viszkozitás, a módosító hatások és a habzó tulajdonságok. Az alkil-éter-szulfát és a nemionos oldószerek vegyes rendszerében a koemulgeálószer megfigyelhető, és koncentrátumok vagy finomszemcsés olaj-víz emulziók előállítására használható.

Többkomponensű rendszerek pszeudoterner fázisháromszögeinek értékelését végezték, amelyek alkil-poliglikozid/SLES és SML komponenst tartalmaztak szénhidrogénnel (dioktil-ciklohexán), valamint alkil-poliglikozid/SLES és GMO komponenst poláris olajokkal (dikaprilil-éter/oktil-dodekanol). Ezek a vizsgálatok a hexagonális fázisok és a lamelláris fázisok o/v, v/o vagy mikroemulziók területének változékonyságát és kiterjedését mutatják a komponensek kémiai szerkezetétől és keverési arányától függően. Ha ezeket a fázisháromszögeket egybevágó teljesítményháromszögekre helyezik, amelyek például a megfelelő keverékek habzási viselkedését és viszkozitási tulajdonságait jelzik, értékes segítséget nyújtanak a formulátornak a specifikus és jól megtervezett mikroemulziós készítmények megtalálásában, például arctisztítókhoz vagy zsírtalanító habfürdőkhöz. Például a zsírtalanító habfürdőkhöz megfelelő mikroemulziós készítmény származtatható a fázisháromszögből.