Kosmetiske emulsjonspreparater

Løseligheten av forholdsvis små mengder oljekomponenter i skylle- og sjampoformuleringer demonstrerer de grunnleggende emulgeringsegenskapene som alkylpolyglykosider bør forventes å vise som ikke-ioniske overflateaktive stoffer. Imidlertid er en god forståelse av faseoppførsel i flerkomponentsystemer nødvendig for å evaluere alkylpolyglykosider som kraftige emulgatorer i kombinasjon med egnede hydrofobe koemulgatorer. Generelt bestemmes grensesnittaktiviteten til alkylpolyglykosider av karbonkjedelengden og, i mindre grad, av polymerisasjonsgraden (DP). Grensesnittaktiviteten øker med alkylkjedelengden og er høyest nær eller over CMC med en verdi under 1 mN/m. Ved vann/mineralolje-grensesnittet viser C12-14 APG lavere overflatespenning enn C12-14 alkylsulfat. Grensesnittspenninger for n-dekan, isopropylmyristat og 2-oktyldodekanol er målt for rene alkylmonoglukosider (C8, C10, C12), og deres avhengighet av løseligheten til alkylpolyglykosider i oljefasen er beskrevet. Alkylpolyglykosider med mellomlang kjedelengde kan brukes som emulgatorer for o/w-emulsjoner i kombinasjon med hydrofobe ko-emulgatorer.

Alkylpolyglykosider skiller seg fra etoksylerte ikke-ioniske overflateaktive stoffer ved at de ikke gjennomgår temperaturindusert faseomdanning fra olje-i-vann (O/W) til olje-i-vann (W/O) emulsjoner. I stedet kan de hydrofile/lipofile egenskapene balanseres ved å blande med en hydrofob emulgator som glyserinmonooleat (GMO) eller dehydrert sorbitolmonolaurat (SML). Faktisk er faseoppførselen og grenseflatespenningen til alkylpolyglykosid-emulgatorsystemet svært lik den i det konvensjonelle fettalkoholetoksylatsystemet hvis blandingsforholdet mellom hydrofil/lipofil emulgator i det ikke-etoksylerte systemet brukes i stedet for temperatur som nøkkelparameter for faseoppførsel.

Systemet for dodekan, vann, laurylglukosid og sorbitanlaurat som en hydrofob koemulgator danner mikroemulsjoner ved et visst blandingsforhold mellom C12-14 APG og SML på 4:6 til 6:4 (figur 1). Høyere SML-innhold fører til v/o-emulsjoner, mens høyere alkylpolyglykosidinnhold produserer o/v-emulsjoner. Variasjon i den totale emulgatorkonsentrasjonen resulterer i en såkalt «Kahlweit-fisk» i fasediagrammet, der hoveddelen inneholder trefase-mikroemulsjoner og halen enfase-mikroemulsjoner, slik det observeres med etoksylerte emulgatorer som en funksjon av temperatur. Den høye emulgeringskapasiteten til C12-14 APG/SML-blandingen sammenlignet med et fettalkoholetoksylatsystem gjenspeiles i det faktum at selv 10 % av emulgatorblandingen er tilstrekkelig til å danne en enfase-mikroemulsjon.

Likheten i faseinversjonsmønstrene til de to overflateaktive typene er ikke bare begrenset til faseoppførselen, men kan også finnes i grensesnittspenningen til emulgeringssystemet. De hydrofile-lipofile egenskapene til emulgatorblandingen nådde likevekt da forholdet mellom C12-14 APG/SML var 4:6, og grensesnittspenningen var lavest. Det er verdt å merke seg at en svært lav minimumsgrensesnittspenning (ca. 10^-3mN/m) ble observert ved bruk av C12-14 APG/SML-blandingen.

Blant alkylglykosider som inneholder mikroemulsjoner, er årsaken til den høye grenseflateaktiviteten at hydrofile alkylglykosider med større glukosidgrupper og hydrofobe ko-emulgatorer med mindre grupper blandes ved olje-vann-grensesnittet i et ideelt forhold. Hydrering (og den effektive størrelsen på hydreringshodet) er mindre avhengig av temperatur enn tilfellet er med etoksylerte ikke-ioniske overflateaktive stoffer. Dermed observeres parallell grenseflatespenning bare for den litt temperaturavhengige faseoppførselen til den ikke-etoksylerte emulgatorblandingen.

Dette gir interessante bruksområder fordi alkylglykosider, i motsetning til fettalkoholetoksylater, kan danne temperaturstabile mikroemulsjoner. Ved å variere innholdet av overflateaktivt middel, typen overflateaktivt middel som brukes og olje/vann-forholdet, kan mikroemulsjoner produseres med spesifikke egenskaper, som transparens, viskositet, modifikasjonseffekter og skummende egenskaper. Koemulgator i det blandede systemet av alkyletersulfat og ikke-ion, observeres det utvidede mikroemulsjonsområdet, og kan brukes til å formulere konsentrat- eller finpartikkelolje-vann-emulsjoner.

Det er foretatt en evaluering av pseudoternære fasetrekanter av flerkomponentsystemer som inneholder alkylpolyglykosid/SLES og SML med et hydrokarbon (dioktylcykloheksan) og alkylpolyglykosid/SLES og GMO med polare oljer (dikaprylyleter/oktyldodekanol). De demonstrerer variasjonen og omfanget av områder for o/v, v/o eller mikroemulsjoner for heksagonale faser og for lamellære faser, avhengig av komponentenes kjemiske struktur og blandingsforhold. Hvis disse fasetrekantene legges over kongruente ytelsestrekanter som for eksempel indikerer skummingsadferd og viskositetsegenskaper til de tilsvarende blandingene, gir de et verdifullt hjelpemiddel for formulereren for å finne spesifikke og veldesignede mikroemulsjonsformuleringer for f.eks. ansiktsrensemidler eller fettende skumbad. Som et eksempel kan en passende mikroemulsjonsformulering for fettende skumbad utledes fra fasetrekanten.