Kosmetické emulzní přípravky

Rozpouštění srovnatelně malých množství olejových složek v oplachovacích a šamponových formulacích demonstruje základní emulgační vlastnosti, které by se od alkylpolyglykosidů měly očekávat jako od neiontových povrchově aktivních látek. Pro vyhodnocení alkylpolyglykosidů jako silných emulgátorů v kombinaci s vhodnými hydrofobními koemulgátory je však nezbytné správné pochopení fázového chování ve vícesložkových systémech. Obecně je mezifázová aktivita alkylpolyglykosidů určena délkou uhlíkového řetězce a v menší míře stupněm polymerace (DP). Mezifázová aktivita se zvyšuje s délkou alkylového řetězce a je nejvyšší v blízkosti nebo nad CMC s hodnotou pod 1 mN/m. Na rozhraní voda/minerální olej vykazuje C12-14 APG nižší povrchové napětí než C12-14 alkylsulfát. Mezifázová napětí n-dekanu, isopropylmyristátu a 2-oktyldodekanolu byla měřena pro čisté alkylmonoglykosidy (C8,C10,C12) a byla popsána jejich závislost na rozpustnosti alkylpolyglykosidů v olejové fázi. Alkylpolyglykosidy se středně dlouhým řetězcem mohou být použity jako emulgátory pro emulze typu olej/voda v kombinaci s hydrofobními koemulgátory.

Alkylpolyglykosidy se liší od ethoxylovaných neiontových povrchově aktivních látek tím, že nepodléhají teplotně indukované fázové přeměně z emulzí olej ve vodě (O/W) na emulze olej ve vodě (W/O). Místo toho lze hydrofilní/lipofilní vlastnosti vyvážit smícháním s hydrofobním emulgátorem, jako je glycerin-monooleát (GMO) nebo dehydratovaný sorbitol-monolaurát (SML). Fázové chování a mezifázové napětí emulgačního systému alkylpolyglykosidů jsou ve skutečnosti velmi podobné jako u konvenčního systému ethoxylátů mastných alkoholů, pokud se v neethoxylovaném systému použije poměr míchání hydrofilního/lipofilního emulgátoru namísto teploty jako klíčového parametru fázového chování.

Systém dodekanu, vody, laurylglukosidu a sorbitanlaurátu jako hydrofobního koemulgátoru tvoří mikroemulze při určitém směšovacím poměru C12-14 APG k SML 4:6 až 6:4 (obrázek 1). Vyšší obsah SML vede k emulzím typu voda/olej, zatímco vyšší obsah alkylpolyglykosidů vytváří emulze typu olej/voda. Změna celkové koncentrace emulgátoru vede k tzv. „Kahlweitově rybce“ ve fázovém diagramu, kde tělo obsahuje třífázové mikroemulze a ocas jednofázové mikroemulze, jak bylo pozorováno u ethoxylovaných emulgátorů v závislosti na teplotě. Vysoká emulgační kapacita směsi C12-14 APG/SML ve srovnání se systémem ethoxylátu mastných alkoholů se odráží ve skutečnosti, že i 10 % směsi emulgátorů stačí k vytvoření jednofázové mikroemulze.

Podobnost vzorců fázové inverze obou typů povrchově aktivních látek se neomezuje pouze na fázové chování, ale lze ji nalézt také v mezifázovém napětí emulgačního systému. Hydrofilní a lipofilní vlastnosti emulgační směsi dosáhly rovnováhy, když byl poměr C12-14 APG/SML 4:6 a mezifázové napětí bylo nejnižší. Zejména velmi nízké minimální mezifázové napětí (přibližně 10^-3mN/m) byla pozorována za použití směsi C12-14 APG/SML.

U alkylglykosidů obsahujících mikroemulze je důvodem vysoké mezifázové aktivity to, že hydrofilní alkylglykosidy s většími glukosidovými skupinami a hydrofobní koemulgátory s menšími skupinami jsou smíchány na rozhraní olej-voda v ideálním poměru. Hydratace (a efektivní velikost hydratační hlavy) je méně závislá na teplotě než u ethoxylovaných neiontových povrchově aktivních látek. Paralelní mezifázové napětí je tedy pozorováno pouze u mírně teplotně závislého fázového chování neethoxylované emulgační směsi.

To nabízí zajímavé aplikace, protože na rozdíl od ethoxylátů mastných alkoholů mohou alkylglykosidy tvořit teplotně stabilní mikroemulze. Změnou obsahu povrchově aktivní látky, typu použité povrchově aktivní látky a poměru olej/voda lze vyrobit mikroemulze se specifickými vlastnostmi, jako je průhlednost, viskozita, modifikační účinky a pěnivé vlastnosti. Koemulgátor ve směsném systému alkylethersulfátu a neiontové látky umožňuje pozorovat rozšířenou oblast mikroemulze a lze jej použít k formulaci koncentrátů nebo jemných částic emulzí olej-voda.

Bylo provedeno vyhodnocení pseudoternárních fázových trojúhelníků vícesložkových systémů obsahujících alkylpolyglykosid/SLES a SML s uhlovodíkem (dioktylcyklohexan) a alkylpolyglykosid/SLES a GMO s polárními oleji (dikaprylylether/oktyldodekanol). Tyto vyhodnocení ukazuje variabilitu a rozsah ploch pro o/w, w/o nebo mikroemulze pro hexagonální fáze a pro lamelární fáze v závislosti na chemické struktuře a směšovacím poměru složek. Pokud jsou tyto fázové trojúhelníky superponovány na shodné výkonnostní trojúhelníky, které ukazují například pěnivé vlastnosti a viskozitní vlastnosti odpovídajících směsí, poskytují cennou pomůcku pro tvůrce receptur při hledání specifických a dobře navržených mikroemulzních formulací, např. pro čisticí prostředky na obličej nebo pro rehydratační pěnové koupele. Například z fázového trojúhelníku lze odvodit vhodnou mikroemulzní formulaci pro rehydratační pěnové koupele.