چه امولسیفایری برای محصولات آرایشی و بهداشتی مناسب تر است؟

ترکیب شیمیایی امولسیفایرها

امولسیفایرهای مبتنی بر اسید چرب

امولسیفایرهای مبتنی بر اسید چرب دسته ای از امولسیفایرها هستند که از اسیدهای چرب مشتق شده اند. آن‌ها از یک زنجیره هیدروکربنی بلند و غیر قطبی (مشتق از اسید چرب) و یک گروه سر قطبی تشکیل شده اند.

• دم غیر قطبی چربی دوست (عاشق روغن) است.
• گروه سر قطبی آب دوست (عاشق آب) است.

بسته به ماهیت گروه سر قطبی، آن‌ها را می‌توان در هر دو امولسیون روغن در آب (O/W) و آب در روغن (W/O) استفاده کرد.

به دلیل اثربخشی و تطبیق پذیری آن‌ها در فرمولاسیون‌های آرایشی استفاده می‌شود. این‌ها شامل کرم‌ها، لوسیون‌ها، ضد آفتاب، محصولات آرایشی و فرمولاسیون‌های مراقبت از مو است.

برخی از نمونه‌های امولسیفایرهای مبتنی بر اسید چرب عبارتند از:

• استرهای گلیسیرین: استئارات گلیسیرین
• امولسیفایرهای آنیونی: لاکتات استئارویل سدیم
• صابون‌های اسید چرب: استئارات سدیم

امولسیفایرهای مبتنی بر الکل

امولسیفایرهای مبتنی بر الکل حاوی الکل‌های چرب به عنوان یک جزء کلیدی در ساختار مولکولی خود هستند. آن‌ها از یک زنجیره هیدروکربنی بلند و غیر قطبی (مشتق از الکل چرب) و یک گروه سر قطبی تشکیل شده‌اند. در مورد اتوکسیلات‌های الکل چرب، گروه سر قطبی با افزودن واحدهای اکسید اتیلن تشکیل می‌شود. این باعث می‌شود که آن‌ها در آب محلول‌تر شوند.

آن‌ها ویژگی‌های زیر را به محصولات آرایشی منتقل می‌کنند:

• خواص امولسیون‌کنندگی
• بافت، ویسکوزیته و پخش‌پذیری
• خواص حسی مانند احساس صاف و غیر چرب روی پوست

امولسیفایرهای مبتنی بر الکل را می‌توان در هر دو امولسیون روغن در آب (O/W) و آب در روغن (W/O) استفاده کرد. این بستگی به مقدار تعادل آب دوستی-چرب دوستی (HLB) آن‌ها دارد.

اتوکسیلات‌های الکل چرب با مقادیر HLB بالاتر برای امولسیون‌های O/W مناسب هستند. آن‌هایی که دارای مقادیر HLB پایین تر هستند برای امولسیون‌های W/O مناسب تر هستند.

نمونه‌هایی از امولسیفایرهای مبتنی بر الکل عبارتند از:

• اتوکسیلات‌های الکل چرب: لورت-23
• الکل‌های چرب: الکل بهنزیل

امولسیفایرهای مبتنی بر استر

امولسیفایرهای مبتنی بر استر حاوی گروه‌های استر در ساختار مولکولی خود هستند. آن‌ها همه کاره بودن، پایداری و توانایی ارائه خواص حسی مطلوب را فراهم می‌کنند. ساختار آن‌ها شامل موارد زیر است:

• یک زنجیره هیدروکربنی غیر قطبی مشتق از اسیدهای چرب یا الکل‌ها.
• یک گروه سر قطبی تشکیل شده توسط پیوند استر.

به دلیل پایداری و مقاومت در برابر تغییرات pH و تداخل الکترولیت شناخته شده اند. بسته به مقدار HLB آن‌ها، در هر دو امولسیون روغن در آب (O/W) و آب در روغن (W/O) استفاده می‌شود.

برخی از نمونه‌های امولسیفایرهای مبتنی بر استر عبارتند از:

• استرهای سوربیتان: مونواستئارات سوربیتان، مونولاورات سوربیتان
• استرهای پلی اتیلن گلیکول (PEG): PEG-100 استئارات، PEG-40 استئارات
• استرهای گلیسیرین: استئارات گلیسیرین

امولسیفایرهای مبتنی بر پروتئین

از منابع مختلف پروتئینی مانند گیاهان، شیر یا سایر منابع طبیعی مشتق شده است. امولسیفایرهای مبتنی بر پروتئین دارای مناطق آب دوست و چربی دوست هستند. به آن‌ها اجازه می‌دهد با کاهش کشش سطحی بین فازهای روغن و آب، امولسیون‌ها را تثبیت کنند.

برخی از نمونه‌های امولسیفایرهای مبتنی بر پروتئین عبارتند از:

• لسیتین و فسفولیپیدها (مشتق از زرده تخم مرغ یا منابع گیاهی مانند سویا)
• کازئینات‌ها (مشتق از پروتئین‌های شیر)
• پروتئین‌های هیدرولیز شده (به عنوان مثال، پروتئین هیدرولیز شده گندم، پروتئین هیدرولیز شده سویا)

بسته به ترکیب و HLB آن‌ها، می‌توان از آن‌ها در هر دو امولسیون روغن در آب (O/W) و آب در روغن (W/O) استفاده کرد. لسیتین و کازئینات معمولاً در امولسیون‌های O/W استفاده می‌شوند. پروتئین‌های هیدرولیز شده را می‌توان در هر دو نوع امولسیون استفاده کرد.

بسیاری از امولسیفایرهای مبتنی بر پروتئین از منابع طبیعی مشتق شده اند. این آن‌ها را به گزینه‌های جذابی برای فرمولاسیون‌های آرایشی طبیعی و ارگانیک تبدیل می‌کند.

امولسیفایرهای پلیمری

امولسیفایرهای پلیمری گزینه خوبی برای کسانی هستند که به دنبال راه حل‌های فرآیند سرد زیبا و سریع هستند. آن‌ها اغلب به صورت سوسپانسیون‌های پلیمری مایع فروخته می‌شوند.

این امولسیفایرها می‌توانند هر چیزی را از شیر اسپری سبک تا کرم‌های غلیظ تر و غنی تر ایجاد کنند. این بستگی به آنچه با آن‌ها جفت شده است دارد.

در حالی که برای بازار طبیعی مناسب نیستند، اینها می‌توانند گزینه ای کاملاً پایدار باشند، به دلیل:

• نرخ افزودن کم آن‌ها
• سرعتی که با آن می‌توانند امولسیون تشکیل دهند و
• قابلیت‌های پردازش سرد آن‌ها

امولسیفایرهای پلیمری در همه شرایط کار نمی‌کنند. اغلب این امولسیفایرها پلیمرهای اسید اکریلیک هستند که تمایل به تشکیل کمپلکس با گونه‌های کاتیونی دارند.

علاوه بر این، تحمل نمک کلی اکریلات‌ها کم است. این نشان دهنده عدم تحمل کلی مواد یونی است).

آن‌ها یک مزیت بزرگ نسبت به امولسیفایرهای یونی و غیر یونی دارند. این توانایی آن‌ها در تشکیل امولسیون‌های بسیار پایدار با سطح بسیار پایینی از پلیمر (با فاز روغن غیر قطبی یا بسیار کمی قطبی) است. این باعث می‌شود که آن‌ها امولسیفایر ایده آلی برای امولسیون مبتنی بر سیلیکون باشند، حتی آن‌هایی که حاوی سیکلومتیکون هستند.

امولسیفایرهای کریستال مایع

امولسیفایرهای کریستال مایع بر اساس اصل تشکیل یک شبکه لایه ای در کرم عمل می‌کنند. این شبیه‌ترین به سد پوست است. این امر تحویل مؤثر مواد فعال را تسهیل می‌کند. لسیتین به طور طبیعی به این روش عمل می‌کند، همانطور که Olivem 1000 و ترکیبات مختلف دیگری که امروزه برای خرید در دسترس هستند.

به دلیل ساختار شبیه پوست، امولسیفایرهای کریستال مایع اغلب به دلیل زیبایی شناسی زیبای خود مورد نظر هستند.

در حالی که ایجاد طیف وسیعی از بافت‌ها با استفاده از تقریباً هر امولسیفایری امکان پذیر است، بسته به آنچه در بقیه فرمول قرار دارد، می‌توان گفت که امولسیفایر مولد کریستال مایع ساده ترین راه برای ایجاد یک بافت زیبا بدون کار اضافی زیاد است.

در زیر چند امولسیفایر روغن در آب همراه با خواص اصلی و کاربردهای آن‌ها فهرست شده است.

نام محصول	نام INCI	شماره CAS	کاربردها	خواص اصلی
Emulsynt™ 1055 (مایع)	PEG-8 PROPYLENE GLYCOL COCOATE <br> POLYGLYCERYL-4 OLEATE	9007-48-1, 977061-81-6, 126645-98-5	مراقبت از پوست و مو، محصولات آرایشی، عطرها	به عنوان امولسیفایر آب در روغن و آب در سیلیکون، همچنین به عنوان پایدارکننده کمکی برای فرمولاسیون‌های روغن در آب عمل می‌کند.
HallStar® EGAS (پوسته)	STEARAMIDE MEA <br> GLYCOL STEARATE	111-60-4, 68951-62-2, 36284-86-3	مراقبت از پوست و مو، محصولات آرایشی، عطرها	به عنوان عامل حجیم‌کننده، امولسیفایر، پایدارکننده امولسیون و غلظت‌دهنده عمل می‌کند. گیاهی و زیست تخریب‌پذیر است.
HallStar® GMS SE (پوسته)	GLYCERYL STEARATE SE	11099-07-3, 593-29-3	مراقبت از پوست و مو، محصولات آرایشی	به عنوان عامل حجیم‌کننده، امولسیفایر، پایدارکننده امولسیون عمل می‌کند. گیاهی و زیست تخریب‌پذیر است. پایداری الکترولیتی خوبی برای محصولات مراقبت از مو و پوست ایجاد می‌کند.
HallStar® GMS SE/AS (پوسته)	PEG-100 STEARATE <br> GLYCERYL STEARATE	123-94-4, 9004-99-3, 593-29-3	مراقبت از پوست و مو، محصولات آرایشی	به عنوان عامل حجیم‌کننده، امولسیفایر، پایدارکننده امولسیون عمل می‌کند. گیاهی و زیست تخریب‌پذیر است. پایداری الکترولیتی خوبی برای محصولات مراقبت از مو و پوست ایجاد می‌کند.

کاربردهای امولسیفایرهای O/W

امولسیفایرهای روغن در آب در محصولات مراقبت شخصی مانند موارد زیر استفاده می‌شوند:

• مراقبت از پوست (شیرهای پاک‌کننده، لوسیون‌های مرطوب‌کننده)
• مراقبت از مو (تهویه مطبوع، امولسیون اسپری)
• لوازم بهداشتی (کرم‌های اصلاح، دئودورانت‌ها)
• مراقبت از آفتاب (محافظت در برابر آفتاب، کرم‌های ضد برنزه)
• لوازم آرایشی تزئینی (پایه‌ها، مراقبت از لب و ناخن)

امولسیفایرهای آب در روغن

امولسیفایرهای آب در روغن در تولید امولسیون‌های آب در روغن (w/o) کمک می‌کنند. در امولسیون‌های W/O، قطرات آب در روغن پراکنده می‌شوند (روغن آب را محصور می‌کند).

روغن ابتدا با پوست تماس پیدا می‌کند و چرب‌تر می‌شود. این امولسیفایرها در روغن بیشتر از آب محلول هستند. آن‌ها دارای HLB بین 2.5-6 هستند و غیر یونی یا پلیمری هستند.

امولسیون‌های تولید شده توسط امولسیفایرهای W/O در محافظت و تغذیه پوست خشک و دهیدراته کمک می‌کنند (اثر مرطوب‌کنندگی). بنابراین، این‌ها در مرطوب‌کننده‌ها، مراقبت از پوست خشک، لوسیون‌های تغذیه کننده پوست و غیره استفاده می‌شوند.

مزایا و معایب امولسیفایرهای W/O

مزایای امولسیفایرهای آب در روغن همراه با معایب آن‌ها در زیر آورده شده است.

مزایا	معایب
مقاوم در برابر آب براق و درخشان مات و پوشاننده احساس خوبی روی پوست ایجاد می‌کنند نرم و یکدست روی پوست پخش می‌شوند ملایم‌تر از امولسیون روغن در آب هستند و به لایه‌های لیپیدی پوست آسیب نمی‌رسانند. کمتر مستعد حمله میکروبی هستند.	هنگام استفاده ممکن است احساس سنگینی و چرب روی پوست ایجاد کنند. به دست آوردن سیستم‌های پایدار آب در روغن اغلب دشوار است و ممکن است نیاز به افزودن پایدارکننده باشد.

نمونه‌هایی از امولسیفایرهای W/O

برخی از امولسیفایرهای آب در روغن همراه با خواص و کاربردهای آن‌ها در زیر فهرست شده‌اند.

نام محصول	نام INCI	شماره CAS	کاربردها	خواص اصلی
Capmul MCM C10 (پودر)	GLYCERYL CAPRATE	26402-22-2	مراقبت از پوست، عطرها، لوازم آرایشی	به عنوان امولسیفایر آب در روغن عمل می‌کند. برای کرم‌ها، لوسیون‌ها، پمادها و رژ لب توصیه می‌شود.
Elfacos E 200 (خمیر)	METHOXY PEG-22/DODECYL GLYCOL COPOLYMER	88507-00-0	مراقبت از پوست	امولسیفایر بسیار کارآمدی برای سیستم‌های آب در روغن است. ظرفیت نگهداری آب بالایی دارد که امکان فرمولاسیون کرم‌های سبک با محتوای آب بسیار بالا را فراهم می‌کند و احساس چربی روی پوست باقی نمی‌گذارد.
Cremophor WO 7 (مایع)	PEG-7 HYDROGENATED CASTOR OIL	61788-85-0	مراقبت از پوست	به عنوان یک امولسیفایر غیر یونی عمل می‌کند. روی پوست احساس چربی باقی نمی‌گذارد اما اثر زیبایی قابل مشاهده‌ای ایجاد می‌کند.
Dehymuls PGPH (مایع)	POLYGLYCERYL-2 DIPOLYHYDROXY STEARATE	144470-58-6	مراقبت از پوست	به عنوان امولسیفایر آب در روغن عمل می‌کند. در کرم‌های آب در روغن حاوی مقادیر بیشتر روغن‌های با مولکول بالا مانند روغن‌های گیاهی استفاده می‌شود.

کاربردهای امولسیفایرهای W/O

امولسیفایرهای آب در روغن در محصولات مراقبت شخصی مانند موارد زیر استفاده می‌شوند:

• مراقبت از پوست (لوسیون‌های مغذی، کرم‌های سرد)
• مراقبت از مو (شامپوها، تهویه مطبوع)
• لوازم بهداشتی (مراقبت از پا دئودورانت‌ها)
• مراقبت از آفتاب (ضد آفتاب‌ها، محصولات ضد آفتاب)
• لوازم آرایشی تزئینی (پایه‌ها، رژ لب)

تعادل آب‌دوستی-چرب‌دوستی (HLB)

در حین تهیه امولسیون، انتخاب امولسیفایر می‌تواند دست و پا گیر باشد. سیستم HLB برای صرفه‌جویی در وقت و برخورد با امولسیفایرهای مناسب برای یک کاربرد معرفی شد. HLB مخفف تعادل آب‌دوستی-چرب‌دوستی است. این یک مقدار عددی است که به امولسیفایرها اختصاص داده می‌شود و نشان می‌دهد:

• میل نسبی آن‌ها به آب (آب‌دوستی) یا روغن (چرب‌دوستی). تعادل بین قسمت آب‌دوست و قسمت چرب‌دوست سورفکتانت غیر یونی).

سیستم HLB به شما در تصمیم‌گیری در مورد انواع و مقادیر امولسیفایرهای مورد نیاز برای ایجاد محصولات پایدار کمک می‌کند.

بین سال‌های 1949-1954، گریفین یک سیستم HLB نسبتاً قوی اما ساده را توسعه داد. این استاندارد مبتنی بر آن است که جفت‌های Span و Tween از ICI مرتب شده‌اند. این روش مقیاسی را تولید کرد که از 0 تا 20 متغیر بود و نشان می‌داد چه درصدی از امولسیفایر آب‌دوست بود. عدد داده شده درصد آب‌دوستی/5 بود (بنابراین حداکثر عدد 20 مربوط به مولکولی بود که 100% آب‌دوست بود).

هر ماده‌ای که استفاده می‌کنیم دارای یک مقدار HLB مورد نیاز است که بر اساس خواص فیزیکی آن اختصاص داده می‌شود. امولسیفایرها یا روغن‌دوست هستند یا آب‌دوست.

HLB پایین

ارزش HLB پایین امولسیفایرها نشان می‌دهد:

• رفتار آب‌گریز – آب‌گریز (یا چربی‌دوست – روغن‌دوست). دارای شخصیت چربی‌دوست‌تر.
• گروه‌های آب‌دوست کمی روی مولکول وجود دارد.
• به عنوان امولسیفایرهای آب در روغن در نظر گرفته می‌شوند.

HLB متوسط

دامنه اسمی HLB معمولاً 2 تا 14 است، با نقطه میانی 7 (یا HLB متعادل).

HLB بالا

مقدار HLB بالای امولسیفایر نشان می‌دهد:

• 20 بسیار آب‌دوست است – آب‌دوست (یا چربی‌گریز – روغن‌گریز). از نظر شخصیت آب‌دوست‌تر است.
• تعداد زیادی گروه آب‌دوست روی مولکول وجود دارد.
• به عنوان امولسیفایرهای روغن در آب در نظر گرفته می‌شوند.

یک امولسیون آرایشی را می‌توان با استفاده از امولسیفایرهایی که با مواد تشکیل‌دهنده فرمول مطابقت دارند، تثبیت کرد. مواد تشکیل‌دهنده با مقادیر HLB مورد نیاز کم به امولسیفایرهای HLB کم نیاز دارند. مواد تشکیل‌دهنده با مقادیر HLB مورد نیاز بالا به امولسیفایرهای HLB بالا نیاز دارند.

این سیستم ساده توسط دیوی در سال 1957 گسترش یافت. او فکر می‌کرد باید به عملکرد گروه‌های شیمیایی روی مولکول توجه شود.

این منطقی است با توجه به تنوع ساختارهای موجود برای ایجاد یک شخصیت آب‌دوست. این روش امروزه به طور گسترده استفاده می‌شود و یکی از دلایلی است که امولسیفایرهای یونی می‌توانند یک مقدار HLB اختصاص داده شوند. همچنین دلیلی است که اعداد HLB در دهه 30 یافت می‌شود (حداکثر HLB در این سیستم 40 است).

در حالی که فرمول‌سازی هر دو امولسیفایر و روغن‌های امولسیون‌شونده دارای HLB هستند. امولسیفایرها دارای HLB واقعی هستند در حالی که روغن‌ها دارای HLB مورد نیاز هستند.

به طور گسترده پذیرفته شده است که بهترین جفت‌سازی امولسیفایر زمانی ایجاد می‌شود که یک امولسیفایر HLB بالا با یک امولسیفایر HLB پایین ترکیب شود، نه اینکه امولسیفایر با HLB دقیق مورد نظر خود را انتخاب کنید. این اثر ترکیبی برای پر کردن بهترین رابط اطراف فاز پیوسته و پراکنده عمل می‌کند و فضای کمتری را برای شکاف‌ها باقی می‌گذارد و در نتیجه پایداری را افزایش می‌دهد.

بیشتر بخوانید:  موارد استفاده و عوارض شامپو سلنیوم سولفاید

محاسبه HLB یک سیستم

در سیستم HLB، به یک ماده یا ترکیبی از مواد تشکیل‌دهنده که نیاز به امولسیون شدن دارند، عددی اختصاص داده می‌شود و سپس یک امولسیفایر با همان عدد برای ایجاد امولسیون انتخاب می‌شود.

یک امولسیفایر چربی‌دوست/روغن‌دوست/غیر قطبی دارای عدد HLB پایین (کمتر از 9) است. یک امولسیفایر آب‌دوست/آب‌دوست/قطبی دارای HLB بالا (بالاتر از 11.0) است. آن‌هایی که در محدوده 9-11 قرار دارند، واسطه هستند.

فرض کنید برای مثال، ما مخلوطی از امولسیفایرها برای ایجاد یک امولسیون داریم. برای محاسبه HLB مخلوط، می‌توان محاسبات زیر را انجام داد:

ارزش‌ها: 70% امولسیفایر 1 با عدد HLB 15، 30% امولسیفایر 2 با عدد HLB 4.3

امولسیفایر	درصد در مخلوط	HLB امولسیفایر	HLB محاسبه شده
امولسیفایر 1	70%	15	10.5
امولسیفایر 2	30%	4.3	1.3
HLB مخلوط		–	11.8

منشاء

امولسیفایرهای طبیعی

امولسیفایرهای طبیعی، همانطور که از نامشان پیداست، از منابع طبیعی تهیه می‌شوند. از زمان معرفی آن‌ها به صنعت آرایشی و بهداشتی، با استقبال گسترده‌ای مواجه شده‌اند. به لطف تأکید جهانی بر “سبز شدن”.

امولسیفایرهای طبیعی در لوازم آرایشی بیشتر مستعد حمله میکروبی هستند. از این رو، فرمولاسیون نیاز به افزودن یک ماده نگهدارنده دارد. آن‌ها به عنوان امولسیفایر خیلی مؤثر نیستند که نیاز به افزودن آن‌ها در مقادیر زیاد دارد.

اگرچه فرمولاسیون حاوی امولسیفایر طبیعی نسبت به سایرین برتری دارد، اما می‌تواند عواقب جدی برای پوست مصرف‌کننده نهایی داشته باشد.

از آنجایی که از منابع طبیعی تهیه می‌شوند، امولسیفایرهای طبیعی در لوازم آرایشی می‌توانند برای برخی افراد آلرژن‌های بالقوه‌ای باشند.

لانولین – چربی پشم بدون آب گوسفند یک امولسیفایر طبیعی است که به عنوان پیوندی بین آب و روغن عمل می‌کند. به کرم‌های مراقبت از پوست اضافه می‌شود.

لسیتین یک امولسیفایر طبیعی است که می‌تواند به تنهایی یا در ترکیب با سایر امولسیفایرها استفاده شود. آن‌ها معمولاً بر اساس مواد شیمیایی به نام فسفولیپیدها هستند و می‌توانند هم گیاهی و هم حیوانی باشند. بسته به مقدار لسیتین اضافه شده، یک فرمول‌ساز می‌تواند به قوام دلخواه در یک لوسیون دست یابد.

این ماده عمدتاً به دلیل اثر نرم‌کنندگی/مرطوب‌کنندگی خود در فرمولاسیون‌های مراقبت از پوست استفاده می‌شود.

برای کاربردهای مراقبت از مو، علاوه بر لسیتین، پکتین و گلیسیرین نیز استفاده می‌شود.

موم زنبور عسل، یک امولسیفایر طبیعی دیگر، کاربرد خوبی در بالم لب، رژ لب، پماد و غیره دارد.

نام محصول	نام INCI	شماره CAS	کاربردها	خواص اصلی
ALKOLAN CD 80 (مایع)	PALM KERNELAMIDE DEA	68155-07-7	مراقبت از پوست، مو، ضد آفتاب، عطر، لوازم آرایشی	به عنوان غلیظ‌کننده، پایدارکننده کف، عامل چرب‌کننده مجدد، شوینده، امولسیفایر و حلال برای عطرها و اسانس‌های ضروری در فرمولاسیون محصولات مراقبت شخصی استفاده می‌شود. همچنین خواص نرم‌کنندگی دارد.
Phoenotaine C-35 (مایع)	SODIUM COCAMIDOPROPYL PG-DIMONIUM CHLORIDE PHOSPHATE	83682-78-4	مراقبت از پوست، مو، لوازم آرایشی	به عنوان سورفکتانت بسیار ملایم استفاده می‌شود، مخصوصاً در محصولات کودک مانند شامپو، حمام و ژل دوش، لوسیون بدن، دانه‌های حمام و محصولات مورد استفاده در مراقبت شخصی.
Phytocompo PP (پودر)	GLYCINE SOJA STEROLS HYDROGENATED LECITHIN	92128-87-5, 68555-08-8	مراقبت از پوست، مو	به عنوان یک امولسیفایر طبیعی عمل می‌کند. خواص سد پوست را تقویت می‌کند، پوست را مرطوب می‌کند و احساس منحصر به فردی روی پوست ایجاد می‌کند. می‌تواند در محصولات بدون سورفکتانت سنتزی استفاده شود.
Lecinol S-PIE (پودر)	HYDROGENATED LECITHIN	92128-87-5	مراقبت از پوست، مو، ضد آفتاب، عطر، لوازم آرایشی	در لوازم آرایشی استفاده می‌شود. پایداری حرارتی و اکسیداسیونی خوبی نسبت به لسیتین طبیعی دارد.

امولسیفایرهای مصنوعی

امولسیفایرهای مصنوعی از طریق واکنش‌های شیمیایی مواد اولیه مختلف مانند:

• الکل‌های چرب و اسیدهای چرب
• اکسید اتیلن
• سایر ترکیبات آلی

تولید می‌شوند. سنتز به کنترل دقیق ساختار شیمیایی و خواص آن اجازه می‌دهد. به دلیل کیفیت ثابت، در دسترس بودن و توانایی برآورده کردن الزامات عملکردی، در فرمولاسیون‌های آرایشی استفاده می‌شوند.

برخی از نمونه‌های امولسیفایرهای مصنوعی عبارتند از:

• امولسیفایرهای اتوکسیله شده: پلی سوربات‌ها
• امولسیفایرهای آنیونی: لوریل سولفات آمونیوم
• امولسیفایرهای پلیمری: کاربومر
• امولسیفایرهای سیلیکونی: دی‌متیكون کوپلیول‌ها، آلکیل دی‌متیكون کوپلیول‌ها

حالت فیزیکی

بر اساس حالت فیزیکی، امولسیفایرها را می‌توان به دو نوع اصلی طبقه‌بندی کرد:

امولسیفایرهای جامد

این‌ها امولسیفایرهایی هستند که در دمای اتاق جامد یا مومی هستند. آن‌ها به غلیظ شدن و تثبیت امولسیون‌ها کمک می‌کنند و در عین حال بافت غنی و کرمی را فراهم می‌کنند.

نمونه‌هایی از این موارد عبارتند از:

• الکل‌های چرب – الکل سیتیل، الکل استئاریل
• موم‌های امولسیون‌کننده – سیترات استئارات گلیسیرین
• برخی از استرهای اسید چرب

امولسیفایرهای مایع

این‌ها امولسیفایرهایی هستند که در دمای اتاق مایع هستند. آن‌ها برای تثبیت امولسیون‌های با ویسکوزیته پایین استفاده می‌شوند. آن‌ها می‌توانند به احساس سبک و غیر چرب در فرمولاسیون‌ها کمک کنند.

نمونه‌هایی از این موارد عبارتند از:

• امولسیفایرهای اتوکسیله شده پلی سوربات – سیتئارت-20، استئارت-20
• برخی از امولسیفایرهای پلیمری

مدیریت تعاملات فاز آب و روغن

اهمیت شیمی فاز آب

یک امولسیون ترکیبی از دو فاز غیرقابل اختلاط است که در کنار هم نگه داشته شده‌اند. این برای بسیاری مانند جادو به نظر می‌رسد! آنچه واقعاً در حال رخ دادن است، یک بازآرایی فیزیکی اجزا است که همه سعی می‌کنند خود را در وضعیتی قرار دهند که کمترین مقدار انرژی را اعمال کنند – آن قطرات فاز پراکنده تنبل هستند!

فازهای پراکنده و پیوسته تحت تأثیر همه چیزهایی هستند که وارد فرمول می‌شوند. برخی چیزها مخرب‌تر از بقیه هستند.

تأثیر کشش سطحی

کشش سطحی بین روغن و آب بسیار زیاد است به طوری که تا زمانی که یک سورفکتانت (در این شرایط امولسیفایر) اضافه نکنید، با هم مخلوط نمی‌شوند. ما این را می‌فهمیم و انواع مختلفی از امولسیفایرها داریم که می‌توانیم اضافه کنیم. اما آیا می‌فهمیم که سایر مواد تشکیل‌دهنده چه کاری با کشش سطحی محصول انجام می‌دهند؟

نگهدارنده‌ها و حلال‌ها می‌توانند کشش سطحی بین قطرات روغن و آب را به شدت تغییر دهند. همانطور که با امولسیفایر می‌بینیم، کاهش کشش سطحی برای تسهیل توسعه یک امولسیون مورد نیاز است. اما در موارد دیگر، تغییرات فاجعه‌بار هستند و می‌توانند منجر به ویسکوزیته و فروپاشی امولسیون شوند.

گلیسیرین، پروپیلن گلیکول و اتانول افزودنی‌های رایج در یک محصول آرایشی هستند. همه آن‌ها می‌توانند بر کشش سطحی تأثیر بگذارند. همه این مواد تشکیل‌دهنده قطبیت فاز آب را کاهش می‌دهند. بنابراین تغییرات بسته به مقدار افزودنی موجود کاهش می‌یابد. اگرچه رابطه بین دوز و اثر کاملاً خطی نیست.

کاهش قطبیت فاز آب، تا حدودی با کاهش نیروهای بین مولکولی که باعث رفتار آب می‌شوند، مانند نیروهای واندروالسی، دوقطبی-دوقطبی و پیوند هیدروژنی، چسبندگی آب به فاز پراکنده را کاهش می‌دهد.

همه امولسیفایرها تا حدی به این نیروها برای تثبیت محصول وابسته هستند. امولسیفایرهای یونی بیشتر به آن‌ها وابسته هستند. بنابراین، آن‌ها بیشتر تحت تأثیر حضور آن‌ها قرار می‌گیرند.

تأثیر یون‌ها

ما اغلب در مورد نمک و شوری در فرمول‌سازی صحبت می‌کنیم، اما آنچه واقعاً باید در مورد آن صحبت کنیم، قدرت یونی فاز پیوسته است.

تعویض آب بدون مواد معدنی با آب دریا ممکن است باعث ایجاد مشکلات فرمول‌سازی شود. ما کمتر احتمال دارد بپذیریم که مواد فعالی که با دقت در فاز آب خود اندازه‌گیری می‌کنیم، همین کار را انجام می‌دهند. چه اسید، باز یا نمک باشند، یک فاز آب غنی از یون می‌تواند برای پایداری یک محصول ویرانگر باشد.

بار یونی در فاز آب می‌تواند به افزایش پیوند بین مولکولی کمک کند. همچنین می‌تواند در تشکیل یک لایه دوتایی الکتریکی در اطراف فاز پراکنده کمک کند. این پایداری را افزایش می‌دهد، اما ممکن است بیش از حد پیش رود، به خصوص با:

• نمک‌های دو ظرفیتی مانند روی
• اسیدهای قوی
• عوامل اکسیدکننده مانند گلیکولیک و پراکسید

به طور کلی، شیمیست آرایشی به دنبال به حداقل رساندن واکنش‌های شیمیایی در فرمول خود است. بنابراین هر گونه افزودن یون باید به عنوان سوختن آتش شورش شیمیایی تلقی شود. هر امولسیون محدودیت‌های خود را دارد، علاوه بر این، افزودن بیش از حد یون به فاز پیوسته هنگام استفاده به محصول احساس چسبناک/چسبنده/نمکی می‌دهد.

آیا فازهای روغنی می‌توانند دستکاری شوند؟

در مقایسه با روغن‌های گیاهی، سیلیکون‌ها عملاً قطبیت ندارند. آن‌ها همچنین دارای ساختارهای شیمیایی بسیار متفاوتی هستند – زنجیره‌های انعطاف‌پذیر در مقابل تری‌گلیسیریدهای حجیم. به دلیل این تفاوت‌ها، مایعات سیلیکونی تمایل دارند در یک فرمول با روغن‌های گیاهی به خوبی یا اصلاً مخلوط نشوند. برخی از نمونه‌های مایعات سیلیکونی شامل دی‌متیكون و سیکلومتیکون هستند.

اگر فرمول‌ساز بخواهد یک امولسیون غنی از سیلیکون ایجاد کند، باید تأثیر این قطبیت کم را در نظر بگیرد.

مراحلی برای کاهش قطبیت فاز پیوسته پایداری را افزایش می‌دهد. این فشار را از روی امولسیفایر برمی‌دارد زیرا کشش سطحی بین دو فاز کاهش می‌یابد.

امولسیفایرهای سیلیکونی از سوی تولیدکنندگان اصلی سیلیکون در دسترس هستند. این باید اولین بندر تماس برای همه کسانی باشد که به دنبال ایجاد یک امولسیون غالب سیلیکون هستند. به خصوص در مواردی که فاز سیلیکون بزرگ یا حتی غالب خواهد بود. با این حال، با توجه دقیق، همچنین می‌توان یک امولسیون غنی از سیلیکون با امولسیفایرهای غیر سیلیکونی ایجاد کرد. این امکان‌پذیر است اگر شیمی کل محصول را در نظر بگیریم.

پارامتر حلالیت و قطبیت حلال‌ها

حلال	قطبیت	پارامتر حلالیت
آب		23.40
گلیسیرین		16.26
اسید لاکتیک		14.81
پروپیلن گلیکول		14.00
اتانول		12.55
ایزوپروپیل الکل		11.24
الکل سیتئیل / استئاریل الکل		8.94-8.90
روغن کرچک		8.90
ایزوپروپیل میریستات		8.02
روغن زیتون		7.87
ایزوپروپیل پالمیتات		7.78
روغن معدنی سفید		7.09
اسکوالن		6.03-6.19
سیکلومتیکون D5		5.77
دی متیكون		5.92

آیا امولسیون شما شور، اسیدی یا بازی خواهد بود؟ یا حاوی مقدار زیادی حلال است که کمتر قطبی از آب است؟ یا حاوی پراکسید هیدروژن است؟ اگر چنین است، بهترین نقطه شروع غیر یونی است.

مقررات مستلزم این است که هر محصول آرایشی دارای پایداری و یکپارچگی تضمین‌شده تا پایان عمر مفید باشد. انجام آزمایش‌های پایداری زمان زیادی می‌برد.

همه ما می‌خواهیم از بسیاری از مشکلات پایداری در مراحل توسعه نهایی اجتناب کنیم که این امر شروع همه چیز از ابتدا را نشان می‌دهد!

منبع:

• https://cosmetics.specialchem.com/selection-guide/emulsifiers