Kozmetički emulzijski pripravci

Solubilizacija relativno malih količina uljnih komponenti u formulacijama za ispiranje i šamponiranje pokazuje osnovna emulgirajuća svojstva koja se od alkil poliglikozida očekuje kao nejonskih surfaktanata. Međutim, neophodno je pravilno razumijevanje ponašanja faza u višekomponentnim sistemima kako bi se procijenili alkil poliglikozidi kao snažni emulgatori u kombinaciji s odgovarajućim hidrofobnim koemulgatorima. Općenito, međufazna aktivnost alkil poliglikozida određena je dužinom ugljikovog lanca i, u manjoj mjeri, stepenom polimerizacije (DP). Međufazna aktivnost raste s dužinom alkil lanca i najveća je blizu ili iznad CMC s vrijednošću ispod 1 mN/m. Na granici voda/mineralno ulje, C12-14 APG pokazuje nižu površinsku napetost od C12-14 alkil sulfata. Međufazne napetosti n-dekana, izopropil miristata i 2-oktil dodekanola izmjerene su za čiste alkil monoglukozide (C8, C10, C12) i opisana je njihova ovisnost o topljivosti alkil poliglikozida u uljnoj fazi. Srednjelančani alkil poliglikozidi mogu se koristiti kao emulgatori za emulzije ulja u vodi u kombinaciji s hidrofobnim koemulgatorima.

Alkil poliglikozidi se razlikuju od etoksiliranih nejonskih surfaktanata po tome što ne prolaze kroz temperaturno indukovanu faznu konverziju iz emulzija ulje-u-vodi (O/W) u emulzije ulje-u-vodi (W/O). Umjesto toga, hidrofilna/lipofilna svojstva mogu se uravnotežiti miješanjem s hidrofobnim emulgatorom kao što je glicerin mono-oleat (GMO) ili dehidrirani sorbitol mono-laurat (SML). U stvari, fazno ponašanje i međufazna napetost emulgatorskog sistema alkil poliglikozida vrlo su slični onima kod konvencionalnog sistema etoksilata masnih alkohola ako se umjesto temperature kao ključnog parametra faznog ponašanja koristi omjer miješanja hidrofilnog/lipofilnog emulgatora u neetoksiliranom sistemu.

Sistem za dodekan, vodu, lauril glukozid i sorbitan laurat kao hidrofobni koemulgator formira mikroemulzije pri određenom omjeru miješanja C12-14 APG i SML od 4:6 do 6:4 (Slika 1). Veći sadržaj SML dovodi do v/u emulzija, dok veći sadržaj alkil poliglikozida proizvodi u/v emulzije. Varijacija ukupne koncentracije emulgatora rezultira takozvanom "Kahlweit ribom" u faznom dijagramu, pri čemu tijelo sadrži trofazne mikroemulzije, a rep jednofazne mikroemulzije, kao što je uočeno kod etoksiliranih emulgatora u funkciji temperature. Visok emulgirajući kapacitet smjese C12-14 APG/SML u poređenju sa sistemom etoksilata masnih alkohola ogleda se u činjenici da je čak 10% smjese emulgatora dovoljno za formiranje jednofazne mikroemulzije.

Sličnost obrazaca fazne inverzije dva tipa surfaktanata nije ograničena samo na ponašanje faze, već se može naći i u graničnoj napetosti emulgirajućeg sistema. Hidrofilno-lipofilna svojstva smjese emulgatora dostigla su ravnotežu kada je odnos C12-14 APG/SML bio 4:6, a granična napetost najniža. Značajno je da je vrlo niska minimalna granična napetost (približno 10^-3mN/m) je uočeno korištenjem smjese C12-14 APG/SML.

Među alkil glikozidima koji sadrže mikroemulzije, razlog visoke međufazne aktivnosti je taj što se hidrofilni alkil glikozidi s većim glukozidnim grupama i hidrofobni koemulgatori s manjim grupama miješaju na granici ulja i vode u idealnom omjeru. Hidratacija (i efektivna veličina hidratacijske glave) manje ovisi o temperaturi nego što je to slučaj s etoksiliranim nejonskim surfaktantima. Stoga se paralelna međufazna napetost uočava samo za fazno ponašanje neetoksilirane smjese emulgatora koje je blago ovisno o temperaturi.

Ovo pruža zanimljive primjene jer, za razliku od etoksilata masnih alkohola, alkil glikozidi mogu formirati temperaturno stabilne mikroemulzije. Variranjem sadržaja surfaktanta, vrste korištenog surfaktanta i odnosa ulje/voda, mogu se proizvesti mikroemulzije sa specifičnim svojstvima, kao što su prozirnost, viskoznost, efekti modifikacije i svojstva pjenjenja. Koemulgator u miješanom sistemu alkil eter sulfata i nejona, uočava se prošireno područje mikroemulzije i može se koristiti za formuliranje koncentrata ili emulzija ulje-voda s finim česticama.

Izvršena je evaluacija pseudoternarnih faznih trouglova višekomponentnih sistema koji sadrže alkil poliglikozid/SLES i SML sa ugljikovodikom (dioktil cikloheksan) i alkil poliglikozid/SLES i GMO sa polarnim uljima (dikaprilil eter/oktil dodekanol). Oni pokazuju varijabilnost i obim površina za u/v, v/u ili mikroemulzije za heksagonalne faze i za lamelarne faze u zavisnosti od hemijske strukture i omjera miješanja komponenti. Ako se ovi fazni trouglovi superponiraju na podudarne trouglove performansi koji ukazuju na primjer ponašanje pjenjenja i svojstva viskoznosti odgovarajućih smjesa, oni pružaju vrijednu pomoć formulatoru u pronalaženju specifičnih i dobro dizajniranih formulacija mikroemulzije za npr. sredstva za čišćenje lica ili remastifikujuće pjenaste kupke. Na primjer, odgovarajuća formulacija mikroemulzije za remastifikujuće pjenaste kupke može se izvesti iz faznog trougla.