Kozmetické emulzné prípravky

Rozpustnosť porovnateľne malých množstiev olejových zložiek v oplachovacích a šampónových formuláciách demonštruje základné emulgačné vlastnosti, ktoré by sa mali od alkylpolyglykozidov očakávať ako od neiónových povrchovo aktívnych látok. Na vyhodnotenie alkylpolyglykozidov ako silných emulgátorov v kombinácii s vhodnými hydrofóbnymi koemulgátormi je však potrebné správne pochopenie fázového správania vo viaczložkových systémoch. Vo všeobecnosti je medzifázová aktivita alkylpolyglykozidov určená dĺžkou uhlíkového reťazca a v menšej miere stupňom polymerizácie (DP). Medzifázová aktivita sa zvyšuje s dĺžkou alkylového reťazca a je najvyššia v blízkosti alebo nad CMC s hodnotou pod 1 mN/m. Na rozhraní voda/minerálny olej vykazuje C12-14 APG nižšie povrchové napätie ako C12-14 alkylsulfát. Medzifázové napätie n-dekánu, izopropylmyristátu a 2-oktyldodekanolu bolo merané pre čisté alkylmonoglukozidy (C8, C10, C12) a bola opísaná ich závislosť od rozpustnosti alkylpolyglykozidov v olejovej fáze. Alkylpolyglykozidy so stredne dlhým reťazcom sa môžu použiť ako emulgátory pre emulzie olej/voda v kombinácii s hydrofóbnymi koemulgátormi.

Alkylpolyglykozidy sa líšia od etoxylovaných neiónových povrchovo aktívnych látok tým, že nepodliehajú teplotne indukovanej fázovej premene z emulzií olej vo vode (O/W) na emulzie olej vo vode (W/O). Namiesto toho je možné hydrofilné/lipofilné vlastnosti vyvážiť zmiešaním s hydrofóbnym emulgátorom, ako je glycerínmonooleát (GMO) alebo dehydratovaný sorbitolmonolaurát (SML). V skutočnosti je fázové správanie a medzifázové napätie emulgátorového systému alkylpolyglykozidov veľmi podobné ako u konvenčného systému etoxylátov mastných alkoholov, ak sa namiesto teploty ako kľúčového parametra fázového správania použije pomer miešania hydrofilného/lipofilného emulgátora v neetoxylovanom systéme.

Systém dodekánu, vody, laurylglukozidu a sorbitanlaurátu ako hydrofóbneho koemulgátora tvorí mikroemulzie pri určitom pomere miešania C12-14 APG k SML 4:6 až 6:4 (obrázok 1). Vyšší obsah SML vedie k emulziám w/o, zatiaľ čo vyšší obsah alkylpolyglykozidov vytvára emulzie o/w. Zmena celkovej koncentrácie emulgátora vedie k tzv. „Kahlweitovej rybke“ vo fázovom diagrame, pričom telo obsahuje trojfázové mikroemulzie a chvost jednofázové mikroemulzie, ako sa pozorovalo u etoxylovaných emulgátorov v závislosti od teploty. Vysoká emulgačná kapacita zmesi C12-14 APG/SML v porovnaní so systémom etoxylátov mastných alkoholov sa odráža v skutočnosti, že už 10 % zmesi emulgátorov stačí na vytvorenie jednofázovej mikroemulzie.

Podobnosť vzorcov fázovej inverzie dvoch typov povrchovo aktívnych látok nie je obmedzená len na fázové správanie, ale možno ju nájsť aj v medzifázovom napätí emulgátora. Hydrofilno-lipofilné vlastnosti emulgátorovej zmesi dosiahli rovnováhu, keď bol pomer C12-14 APG/SML 4:6 a medzifázové napätie bolo najnižšie. Je pozoruhodné, že veľmi nízke minimálne medzifázové napätie (približne 10^-3mN/m) bola pozorovaná pri použití zmesi C12-14 APG/SML.

Medzi alkylglykozidmi obsahujúcimi mikroemulzie je dôvodom vysokej medzifázovej aktivity to, že hydrofilné alkylglykozidy s väčšími glukozidovými skupinami na hlave a hydrofóbne koemulgátory s menšími skupinami sú zmiešané na rozhraní olej-voda v ideálnom pomere. Hydratácia (a efektívna veľkosť hydratačnej hlavy) je menej závislá od teploty ako v prípade etoxylovaných neiónových povrchovo aktívnych látok. Paralelné medzifázové napätie sa teda pozoruje iba pri mierne teplotne závislom fázovom správaní neetoxylovanej zmesi emulgátorov.

To poskytuje zaujímavé aplikácie, pretože na rozdiel od etoxylátov mastných alkoholov môžu alkylglykozidy tvoriť teplotne stabilné mikroemulzie. Zmenou obsahu povrchovo aktívnej látky, typu použitej povrchovo aktívnej látky a pomeru olej/voda je možné vyrobiť mikroemulzie so špecifickými vlastnosťami, ako je transparentnosť, viskozita, modifikačné účinky a peniace vlastnosti. Ako koemulgátor v zmiešanom systéme alkylétersulfátu a neiónových zlúčenín sa pozoruje rozšírená oblasť mikroemulzie a možno ho použiť na formuláciu koncentrátov alebo jemných časticových emulzií olej-voda.

Bolo vykonané vyhodnotenie pseudoternárnych fázových trojuholníkov viaczložkových systémov obsahujúcich alkylpolyglykozid/SLES a SML s uhľovodíkom (dioktylcyklohexán) a alkylpolyglykozid/SLES a GMO s polárnymi olejmi (dikaprylyléter/oktyldodekanol). Tieto hodnotenia demonštrujú variabilitu a rozsah plôch pre o/w, w/o alebo mikroemulzie pre hexagonálne fázy a pre lamelárne fázy v závislosti od chemickej štruktúry a pomeru miešania zložiek. Ak sú tieto fázové trojuholníky prekryté zhodnými výkonnostnými trojuholníkmi, ktoré naznačujú napríklad penivosť a viskozitné vlastnosti zodpovedajúcich zmesí, poskytujú cennú pomôcku pre formulátora pri hľadaní špecifických a dobre navrhnutých mikroemulzných formulácií napr. pre čistiace prostriedky na tvár alebo pre revitalizačné penové kúpele. Napríklad vhodná mikroemulzná formulácia pre revitalizačné penové kúpele môže byť odvodená z fázového trojuholníka.