Czyste i ekologiczne: Przegląd nowoczesnych surfaktantów i emulgatorów

• Strona główna
• Artykuły
• Czyste i ekologiczne: Przegląd nowoczesnych surfaktantów i emulgatorów

2013-10-15

Ważną kategorią surfaktantów wykorzystywanych w produktach higieny osobistej są emulgatory. Odgrywają kluczową rolę przy wytwarzaniu emulsji, gdyż umożliwiają tworzenie stabilnych w czasie układów dyspersyjnych, składających się z niemieszających się ze sobą faz – wodnej i olejowej. Optymalnie dostosowany układ emulgatorowy pozwala uzyskać jednorodnie zdyspergowane małe krople fazy rozproszonej, tym samym odpowiedzialny jest za stabilność kinetyczną emulsji, jej teksturę, wygląd oraz odczucie po zastosowaniu. Klasyczne emulsje są układami nietransparentnymi, mającymi mleczno-biały kolor wynikający z rodzaju użytego emulgatora oraz jego stężenia. Istnieją jednak również mikroemulsje, które oko ludzkie odbiera jako bezbarwne lub przezroczyste. Są one wykorzystywane w zastosowaniach specjalistycznych, np. aby zwiększyć przenikanie substancji czynnych przez skórę. Ponieważ emulgatory często nadają produktom końcowym określoną teksturę lub właściwości sensoryczne, ich odpowiedni dobór ma istotne znaczenie zarówno z punktu widzenia walorów marketingowych, jak i aspektów technicznych.
W 2012 roku wartość globalnego rynku surfaktantów wykorzystywanych w produktach higieny osobistej wyniosła ok. 10,5 mld dol. amerykańskich. Prognozuje się przy tym, że w ciągu nadchodzącego dziesięciolecia nastąpi szybki wzrost w dziedzinie surfaktantów "naturalnych"/ wytwarzanych na bazie surowców odnawialnych, które aktualnie stanowią niewielki segment rynku. Będzie to możliwe dzięki nowym technologiom umożliwiającym obniżanie kosztów produkcji surowców. Wiele dostępnych dziś na rynku certyfikowanych organicznych szamponów i produktów do mycia ciała zawiera mydła (np. sól potasowa kwasów tłuszczowych oleju kokosowego) jako podstawowy składnik myjący – częściowo na skutek braku zatwierdzonych do użytku alternatywnych organicznych substancji spieniających. Poniższy artykuł zawiera przegląd zastosowań nowoczesnych surfaktantów i emulgatorów opracowywanych zgodnie z zasadami ekologii.

Obawy i oznaczenia
W ostatnim czasie kilka powszechnie stosowanych surfaktantów znalazło się – z różnych powodów – w ogniu krytyki. Surfaktanty, które zawierają grupę siarczanową, a zwłaszcza laurylosiarczan sodu (SLS), powodują pieczenie oczu oraz podrażnienia skóry. Z tego względu przy opracowywaniu receptur produktów pielęgnacyjnych niezbędne jest ograniczenie ich potencjału drażniącego poprzez łączenie z innymi, łagodniej działającymi surfaktantami. Niezależnie od tego produkty zawierające siarczany zaczęto kojarzyć z „tanimi”, agresywnie działającymi szamponami, które pozbawiają włosy substancji odpowiedzialnych za prawidłowe ich nawilżenie, jak również z intensywnie pieniącymi się produktami do mycia ciała, które nie są odpowiednie do pielęgnacji wrażliwej skóry. W związku z tym na wielu szamponach zaczęły pojawiać się oznaczenia „Nie zawiera siarczanów” wskazujące, że produkt nie zawiera siarczanu alkilowego ani surfaktantów z grupy etoksylowanych siarczanów alkilowych. Produkty tego typu często reklamowane są jako kosmetyki prestiżowe, łagodniejsze dla skóry. Analogicznie na wielu kremach i balsamach umieszczane jest oznaczenie: „Nie zawiera PEG”. Ta deklaracja dotyczy procesu oksyetylenowania tlenkiem etylenu uzyskiwanym w procesie syntezy petrochemicznej, którego produktem są pochodne glikolu polietylenowego (PEG). Kontrowersje w tym zakresie pojawiły się m.in. w związku z raportami opracowanymi przez organizacje pozarządowe, które zwracają uwagę na – ich zdaniem – niedopuszczalnie wysokie stężenia 1,4-dioksanu w niektórych produktach myjących (np. szamponach dla dzieci). Chociaż samo stosowanie 1,4-dioksanu w kosmetykach jest na mocy przepisów UE zakazane (1,4-dioksan jest bowiem pochodną ropy naftowej o podejrzewanym działaniu kancerogennym), związek ten może powstawać podczas wytwarzania surfaktantów etoksylowanych, np. etoksylowanego laurylosiarczanu sodu (SLES).
Organizacjom pozarządowym, producentom i organom regulacyjnym (jak np. FDA, kanadyjskie ministerstwo zdrowia) nie udało się osiągnąć konsensusu co do bezpiecznej zawartości 1,4-dioksanu, a poziom zanieczyszczenia jest różny wśród różnych producentów tych samych surfaktantów. Uznani dostawcy surowców ściśle monitorują zawartość 1,4-dioksanu i eliminują go z produkowanych przez siebie związków aż do poziomu śladowego – zazwyczaj poniżej 10 ppm. Istnieją jednak obawy, że mniej renomowani producenci tańszych materiałów użytkowych nie zachowują w tym względzie wystarczającej czujności. Niezależnie od zasadności naukowej powyższych obaw w umyśle konsumentów powstały już często błędne skojarzenia. Dotyczy to zwłaszcza niektórych matek małych dzieci oraz tych konsumentów, którym szczególnie zależy na kupowaniu produktów „przyjaznych dla środowiska”.

Niektórzy dostawcy surowców, promując swoje produkty, podkreślają brak obecności nitrozoamin. W prowadzonych badaniach nad wpływem wysokich stężeń nitrozoamin wykazano bowiem, że substancje te mają własności kancerogenne. Deklaracja marketingowa „nie zawiera niztrozoamin” dotyczy braku alkanoloamin, a zwłaszcza dietanoloaminy. Są to związki, które w określonych warunkach, z biegiem czasu, mogą generować nitrozoaminy w produktach kosmetycznych. Niektóre składniki, np. dietanoloamid kwasów oleju kokosowego – używany w wielu standardowych produktach jako substancja wspomagająca spienianie i stabilizator piany – są aktualnie wycofywane z wielu ekologicznych produktów myjących. Niedawno wyłonił się również nowy trend w kierunku składników, które „nie zawierają betainy”. Niektórzy dermatolodzy twierdzą bowiem, że te popularne surfaktanty amfoteryczne (np. kokamidopropylobetaina (CAPB) czy betaina kokosowa) mogą wywoływać alergie skórne. Wydaje się jednak, że odnotowane przypadki dotyczą raczej reakcji podrażnienia, a nie uczuleń i są najprawdopodobniej spowodowane obecnością zanieczyszczeń (amidoaminy i/lub dimetyloaminopropyloaminy) w mniej rygorystycznie kontrolowanych surowcach. Niektóre klasy CAPB, betainy kokosowej i innych podobnych betain są aktualnie zatwierdzone do użytku w „naturalnych” kosmetykach, posiadających certyfikat Ecocert Greenlife.
Poza uwarunkowaniami zdrowotnymi branża produktów do higieny osobistej odczuwa również presję, aby dostarczać nieszkodliwe dla środowiska alternatywy dla wszystkich typów składników kosmetycznych. W przypadku surfaktantów równie istotne znaczenie mają takie czynniki, jak biodegradowalność, toksyczność wodna oraz skutki uwolnienia do środowiska naturalnego. Opisywana tendencja doprowadziła do wprowadzenia na rynek całej gamy nowych surowców, które mają stanowić „naturalne” alternatywy dla konwencjonalnych surfaktantów otrzymywanych z półproduktów pochodzących z procesów przetwórstwa ropy naftowej.

„Naturalne” surfaktanty
Surfaktant pochodzenia naturalnego może być zdefiniowany jako substancja, której struktura molekularna zawiera co najmniej 50% (a optymalnie znacznie więcej) surowców pozyskiwanych w zrównoważony sposób ze źródeł odnawialnych. Niezbędne modyfikacje chemiczne powinny być również w miarę możliwości wprowadzane w procesach obejmujących reakcje o łagodnym przebiegu, np. zatwierdzone przez główne organy certyfikujące, zwłaszcza jeśli dany materiał ma otrzymać certyfikat kwalifikujący do użytku w kosmetykach „naturalnych”. Jednakże wiele spośród tych organizacji nie uzgodniło do tej pory dopuszczalnych ekologicznych procesów chemicznych, a ich dobór może wydawać się w pewnym stopniu arbitralny.

CAŁY ARTYKUŁ ZNAJDĄ PAŃSTWO W NR 3/2013 KWARTALNIKA "CHEMIA I BIZNES. RYNEK KOSMETYCZNY I CHEMII GOSPODARCZEJ". ZAPRASZAMY.

Jeśli chcą Państwo bezpłatnie otrzymywać kwartalnik w 2013 roku, prosimy o kontakt z redakcją: redakcja@chemiaibiznes.com.pl

Źródło: Allured Business Media, Cosmetics & Toiletries

przemysł kosmetycznysurfaktantyśrodki powierzchniowo czynneemulgatory