Kosmetiske emulsionspræparater

Opløseligheden af forholdsvis små mængder oliekomponenter i skylle- og shampooformuleringer demonstrerer de grundlæggende emulgeringsegenskaber, som alkylpolyglycosider bør forventes at udvise som ikke-ioniske overfladeaktive stoffer. En korrekt forståelse af faseadfærd i multikomponentsystemer er dog nødvendig for at evaluere alkylpolyglycosider som kraftige emulgatorer i kombination med egnede hydrofobe co-emulgatorer. Generelt bestemmes grænsefladeaktiviteten af alkylpolyglycosider af kulstofkædelængden og i mindre grad af polymerisationsgraden (DP). Grænsefladeaktiviteten stiger med alkylkædelængden og er højest nær eller over CMC med en værdi under 1 mN/m. Ved vand/mineralolie-grænsefladen viser C12-14 APG en lavere overfladespænding end C12-14 alkylsulfat. Grænsefladespændinger af n-decan, isopropylmyristat og 2-octyldodecanol er blevet målt for rene alkylmonoglucosider (C8, C10, C12), og deres afhængighed af opløseligheden af alkylpolyglycosider i oliefasen er blevet beskrevet. Mellemkædede alkylpolyglycosider kan anvendes som emulgatorer til o/w-emulsioner i kombination med hydrofobe co-emulgatorer.

Alkylpolyglycosider adskiller sig fra ethoxylerede ikke-ioniske overfladeaktive stoffer, idet de ikke undergår temperaturinduceret faseomdannelse fra olie-i-vand (O/W) til olie-i-vand (W/O) emulsioner. I stedet kan de hydrofile/lipofile egenskaber afbalanceres ved at blande med en hydrofob emulgator, såsom glycerinmonooleat (GMO) eller dehydreret sorbitolmonolaurat (SML). Faktisk er faseadfærden og grænsefladespændingen i alkylpolyglycosid-emulgatorsystemet meget lig dem i det konventionelle fedtalkoholethoxylatsystem, hvis blandingsforholdet mellem hydrofil/lipofil emulgator i det ikke-ethoxylerede system anvendes i stedet for temperatur som den vigtigste faseadfærdsparameter.

Systemet med dodecan, vand, laurylglucosid og sorbitanlaurat som hydrofob coemulgator danner mikroemulsioner ved et bestemt blandingsforhold mellem C12-14 APG og SML på 4:6 til 6:4 (figur 1). Højere SML-indhold fører til w/o-emulsioner, hvorimod højere alkylpolyglycosidindhold producerer o/w-emulsioner. Variation af den samlede emulgatorkoncentration resulterer i en såkaldt "Kahlweit-fisk" i fasediagrammet, hvor kroppen indeholder trefasede mikroemulsioner, og halen indeholder enfasede mikroemulsioner, som observeret med ethoxylerede emulgatorer som funktion af temperaturen. Den høje emulgeringskapacitet af C12-14 APG/SML-blandingen sammenlignet med et fedtalkoholethoxylatsystem afspejles i det faktum, at selv 10 % af emulgatorblandingen er tilstrækkelig til at danne en enfaset mikroemulsion.

Ligheden mellem faseinversionsmønstrene for de to typer overfladeaktive stoffer er ikke kun begrænset til faseadfærden, men kan også findes i grænsefladespændingen i emulgeringssystemet. De hydrofile-lipofile egenskaber af emulgatorblandingen nåede ligevægt, når forholdet mellem C12-14 APG/SML var 4:6, og grænsefladespændingen var den laveste. Det er værd at bemærke, at en meget lav minimumsgrænsefladespænding (ca. 10^-3mN/m) blev observeret ved anvendelse af C12-14 APG/SML-blandingen.

Blandt alkylglykosider indeholdende mikroemulsioner er årsagen til den høje grænsefladeaktivitet, at hydrofile alkylglykosider med større glukosidgrupper og hydrofobe co-emulgatorer med mindre grupper blandes ved olie-vand-grænsefladen i et ideelt forhold. Hydrering (og den effektive størrelse af hydreringshovedet) er mindre afhængig af temperatur end det er tilfældet med ethoxylerede ikke-ioniske overfladeaktive stoffer. Således observeres parallel grænsefladespænding kun for den let temperaturafhængige faseadfærd af den ikke-ethoxylerede emulgatorblanding.

Dette giver interessante anvendelser, fordi alkylglykosider, i modsætning til fedtalkoholethoxylater, kan danne temperaturstabile mikroemulsioner. Ved at variere indholdet af overfladeaktivt stof, typen af overfladeaktivt stof og olie/vand-forholdet kan der produceres mikroemulsioner med specifikke egenskaber, såsom gennemsigtighed, viskositet, modifikationseffekter og skumdannelsesegenskaber. Co-emulgator i det blandede system af alkylethersulfat og ikke-ion, observeres det udvidede mikroemulsionsområde, og kan bruges til at formulere koncentrat- eller finpartikelformede olie-vand-emulsioner.

Der er foretaget en evaluering af pseudoternære fasetrekanter af multikomponentsystemer indeholdende alkylpolyglycosid/SLES og SML med et carbonhydrid (dioctylcyclohexan) og alkylpolyglycosid/SLES og GMO med polære olier (dicaprylylether/octyldodecanol). De demonstrerer variationen og omfanget af områder for o/w, w/o eller mikroemulsioner for hexagonale faser og for lamellære faser afhængigt af komponenternes kemiske struktur og blandingsforhold. Hvis disse fasetrekanter lægges oven på kongruente præstationstrekanter, der f.eks. angiver skumningsadfærd og viskositetsegenskaber for de tilsvarende blandinger, giver de en værdifuld hjælp for formuleringsvirksomheden til at finde specifikke og veldesignede mikroemulsionsformuleringer til f.eks. ansigtsrensemidler eller fedtningsskumbade. Som et eksempel kan en egnet mikroemulsionsformulering til fedtningsskumbade udledes af fasetrekanten.