Zagęstniki i dyspergatory w wyrobach chemii gospodarczej

• Strona główna
• Artykuły
• Zagęstniki i dyspergatory w wyrobach chemii gospodarczej

2023-09-20  / Autor: Beata W. Domagalska, BeWuDe – Szkolenia i recepturowanie, tel. 607 231 522, bwd@bewude.com.pl, www.bewude.com.pl

Spośród syntetycznych zagęstników stosuje się najczęściej znane od dawna poliakrylany (karbomer, poliakrylan sodu), które w zależności od modyfikacji, mogą być stosowane w dość szerokim zakresie pH. Roztwory akrylanów są zagęszczane przez wprowadzenie czynnika zasadowego do układu i warto pamiętać, że dobór zasady (NaOH, TEA, AMP) ma wpływ na efekt końcowy zagęszczania. Poliakrylany są stosowane w produktach wybielająco-myjących z surfaktantami zarówno niejonowymi, jak i jonowymi w obecności wodorotlenku sodu. W zależności od rodzaju modyfikacji (liczba wolnych grup karboksylowych, grup hydrofobowych i/lub oksyetylenowych) wprowadzonych do cząsteczki akrylanu, zagęstniki te mogą być stosowane nawet w bardzo wysokim pH i w obecności jonów wielowartościowych. Ciekawe zagęstniki syntetyczne to hydrofobizowane, oksyetylenowane poliuretany. Ich działanie zagęszczające opiera się na mieszanym mechanizmie: zmianie struktur łańcucha i asocjacyjnym. Są one odporne na ekstremalne warunki pH i obecność kationów. Są kompatybilne z wieloma rozpuszczalnikami i nadtlenkami.

Do najczęściej stosowanych zagęstników naturalnych należą polisacharydy, czyli związki wielkocząsteczkowe zbudowane z wielu cząsteczek cukrów prostych, połączonych ze sobą wiązaniami glikozydowymi. Właściwości tych polisacharydów silnie zależą od sposobu pozyskiwania, końcowej masy cząsteczkowej i modyfikacji wprowadzonych chemicznie do łańcucha cukrowego. Stosuje się polisacharydy anionowe, takie jak: guma ksantanowa, karboksymetyloceluloza (CMC) oraz niejonowe, takie jak: metyloceluloza, hydroksyetyloceluloza, hydroksypropylometyloceluloze, skrobia. 

Guma ksantanowa jest często stosowana (0,1-2%) do otrzymywania układów rozrzedzanych ścinaniem. Zagęszcza ona roztwory, ale też poprawia właściwości adhezyjne produktów. Nie jest kompatybilna z kationowymi SPC i utleniaczami, ale można ją stosować z mocnymi kwasami organicznymi i zasadami (roztwory węglanu sodu, wodorotlenku sodu, metakrzemianu sodu, fosforanu sodu). Jest też kompatybilna z większością enzymów (celulazą, amylazą, proteazą, galaktomannanazą). Wykazuje synergizm z krzemianem glinowo-magnezowym i gumą guar.

Rzadziej stosowanym zagęstnikiem jest guma gellan – polisacharyd dostępny albo w formie natywnej, albo acylowanej. Zastosowanie gumy gellan pozwala na uzyskanie transparentnych układów żelowych, które przy pH produktu od 4 do 7 utrzymują formę podczas grzania i suszenia. Guma ta zagęszcza układy hydrofilowe w obecności elektrolitów (cytrynian potasu, chlorek wapnia). Uwadnia się w podwyższonej temperaturze (85-90°C) i po ochłodzeniu (do ok. 50°C) tworzy transparentny żel odporny na działanie podwyższonej temperatury. Zagęstnik ten jest kompatybilny z większością kompozycji zapachowych, dlatego znajduje zastosowanie (stężenie do 1%) w żelowych odświeżaczach powietrza. Guma gellan jest też kompatybilna z większością surfaktantów i alkoholami.

Celuloza i jej pochodne to bardzo duża grupa zagęstników z grupy polisacharydów. Włókna celulozowe nie rozpuszczają się w wodzie, ale są zwilżalne przez wodę. Przy odpowiednio małym rozmiarze tych włókien (mikrometry) mogą one tworzyć po zdyspergowaniu w wodzie specyficzną sieć opartą na oddziaływaniach fizycznych, co skutkuje zwiększeniem lepkości układu. Jedno z zastosowań w płynie do płukania tkanin przedstawił Raggio z zespołem. Zastosował on układ 0,5% włókien celulozowych i 5% kationowego SPC w wodzie. Uzyskał mleczny produkt o lepkości ponad 300 razy większej względem 5% roztworu samego surfaktantu (wzrost z 0,14 do 49 Pa·s przy szybkości ścinania 0,01s-1). Również w kwaśnym produkcie myjącym na bazie kwasu fosforowego (17%) i odpowiednio: oksyetylenowanego alkoholu tłuszczowego, tlenku alkiloaminy lub liniowego alkilobenzenosulfonianu dodatek 0,5% włókien zwiększał lepkość i przy okazji przyczepność produktu przy zachowaniu zdolności do rozpylania. Modyfikowane włókna celulozowe otrzymywane w procesie fermentacji bakteryjnej sprawdziły się zarówno jako zagęstniki w żelach do prania, jak i jako substancje dyspergujące np. dla nośników kompozycji zapachowych. Promują one powstawanie układów rozrzedzanych ścinaniem.

CAŁA TREŚĆ DOSTĘPNA W "Kosmetyki i Detergenty" nr 3/2023

"Kosmetyki i Detergenty" (wcześniej "Chemia i Biznes. Rynek Kosmetyczny i Chemii Gospodarczej") to kwartalnik biznesowo-informacyjny z zakresu przemysłu kosmetycznego i środków czystości.

chemia gospodarczadetergentyzagęstnikidyspergatory