Solubilizatory dla rynku kosmetycznego i detergentowego

• Strona główna
• Artykuły
• Solubilizatory dla rynku kosmetycznego i detergentowego

2020-05-13  / Autor: Beata W. Domagalska, BeWuDe – Szkolenia i recepturowanie

Połączenie tych składników jest stosunkowo proste, jeśli nie zależy nam na otrzymaniu układów klarownych o niewielkiej lepkości. Wystarczy wtedy sporządzić emulsję o/w lub w/o. Jednak aby uzyskać produkt transparentny na bazie wody, o niewielkiej lepkości i do tego stabilny termodynamicznie trzeba skorzystać ze zdolności układów micelarnych i/lub mikroemulsyjnych do solubilizacji substancji hydrofobowych.

Solubilizacja micelarna to proces polegający na wprowadzeniu substancji nierozpuszczalnej (hydrofobowej) lub słabo rozpuszczalnej w wodzie do wodnego roztworu surfaktantu (środka powierzchniowo czynnego – spc), czego efektem jest uzyskanie izotropowego, transparentnego układu o lepkości zbliżonej do wody. W praktyce obserwujemy efekt taki sam, jak podczas rozpuszczania substancji rozpuszczalnych w wodzie. Układy micelarne (roztwory surfaktantów o stężeniu powyżej krytycznego stężenia micelizacji) to układy mikroheterogeniczne, a ich zdolność do rozpuszczania substancji hydrofobowych wynika bezpośrednio z budowy agregatów micelarnych. W miceli, kulistej strukturze, zbudowanej z cząsteczek surfaktantów tworzy się niewielka przestrzeń o charakterze hydrofobowym, w której można zamknąć substancje o charakterze lipofilowym (rdzeń miceli; np. 1,8 cineol, limonen) lub o charakterze amfifilowym (warstwa palisadowa; np. kwasy tłuszczowe).

Solubilizatorami są najczęściej niejonowe spc o wysokim HLB (powyżej 15). Pod względem struktury są to na ogół substancje o wysokim stopniu oksyetylenowania, m.in. oksyetylenowane alkohole i kwasy tłuszczowe, uwodornione tłuszcze, estry sorbitanów i kwasów tłuszczowych. Pojemność układu micelarnego nie jest zbyt duża. Efektywność solubilizacji w dużej mierze zależy od rodzaju, budowy i stężenia surfaktantu, budowy i czystości solubilizatu, temperatury. Na solubilizację ma również wpływ dodatek do roztworu innych związków. Niektóre substancje organiczne mogą ze sobą „współzawodniczyć” o miejsce w miceli. Jedna z nich (silniej oddziałująca z agregatami) lokuje się we wnętrzu miceli, co powoduje zmniejszenie solubilizacji drugiego związku. Pojemność miceli można zwiększyć, wprowadzając do układu kosurfaktant, który wpływa na HLB układu i granicę faz. Kosurfaktantami mogą być krótkołańcuchowe alkohole i kwasy tłuszczowe, glikole, tiole. Układ mikroemulsyjny (μe) – surfaktant/kosurfaktant/faza olejowa/faza wodna – powstaje spontanicznie, jest termodynamicznie stabilny, transparentny, izotropowy i lepkością zbliżony do wody. W mikroemulsjach wielkość cząstek rozproszonych (spuchniętych micel) jest mniejsza niż 150 nm. Pomimo że HLB stosowanych solubilizatorów jest wysokie, to otrzymujemy mikroemulsje zarówno typu o/w, jak i w/o. Mikroemulsje pozwalają na wprowadzenie do roztworu wodnego znacznie już większej ilości substancji lipidowych (μe o/w) lub hydrofilowych (μe w/o) niż roztwory micelarne.

Solubilizacja modelowych związków oraz surowców

W Tabeli 1 (opublikowanej w "Chemia i Biznes. Rynek Kosmetyczny i Chemii Gospodarczej" 1/2020) zebrano wybrane, dostępne w literaturze informacje na temat solubilizacji modelowych związków organicznych oraz różnych surowców wykorzystywanych w chemii kosmetycznej, farmacji, chemii gospodarczej czy agrochemii.

Badania podstawowe prowadzone w tym zakresie mają na celu na ogół:
• lepsze poznanie mechanizmu tego procesu poprzez badania prowadzone na modelowych związkach organicznych, takich jak: piren, naftalen, fenantren, dodekan, tetrachloroetylen, 1,2-dichlorobenzen, oktan, dekan, trigliceryd laurynowy, citral, aldehyd cynamonowy, kamfora, tymol, eugenol,
• określenie zdolności do solubilizacji przez nowe lub dotychczas nieopisane surfaktanty, np. saponiny.

Badania nad solubilizacją olejków eterycznych, triglicerydów i pestycydów mają zdecydowanie bardziej praktyczny wymiar i często dotyczą projektowania formulacji użytkowych.

CAŁY ARTYKUŁ DOSTĘPNY JEST W NR 1/2020 KWARTALNIKA "CHEMIA I BIZNES. RYNEK KOSMETYCZNY I CHEMII GOSPODARCZEJ". ZAPRASZAMY.

przemysł kosmetycznychemia gospodarczaprzemysł detergentowysolubilizacja