IV 07.11.2016 r. receptura kosmetyczna PDF

Preview

Summary

Download IV 07.11.2016 r. receptura kosmetyczna PDF

Description

Receptura kosmetyczna wyklad IV

Emulsja- kremy, balsamy Flokulacja- koalescencja- zlamanie

Pozostale skladniki emulsji:   

Konserwanty Humektanty Przeciwutleniacze (wit. E, C, A), olejki eteryczna, sub aktywne, pigmenty perlowe, itp.

Czynniki wpływające na trwałość emulsji: Zawartosc oraz stopien rozdrobnienia czastek fazy rozproszonej- emulsja o wiekszej dyspersji bedzie trwalsza, ze wzgledu na mnniejsza mase pojedynczej drobiny i jej ruchliwosc  Roznica gestosci miedzy faza wewenetrzna a zewnetrzna  Napiecie miedzyfazowe powierzchniowe i rodzaj emulgatora  Lepkosc fazy rozpraszajacej i obecnosc w tej fazie substancji konsystencjotworczych- im bardziej lepka daza zewnetrzna, tym trudniejszza koalescencja fazy zdyspergowanej W przypadku emulsji W/O lepkosc zwiekszaja np. woski, mikrowoski, O/W m.in. pochodne celulozy ( celulose gum), guma ksantanowa ( Xanthan gum), zywice akrylowe ( carbomer) itp. 

Emulsja a receptura: 





Dobor skladnikow fazy wodnej o Rozpuszczalnosc o Uwadnianie skl do hydrozelu o rozcienczanie ------------||-------------- olejowej o Temp topnienia o Do O/W najlepiej masla/woski roslinne Dobor emulgatora lub grupy emulgatorow o Z jakiej grupy:  Anionowe- tani  Kationowe- w szamponach do wlosow+ interakcja z anionowymi  Niejonowe- dla duzej ilosci skladnikow  amfoteryczne- delikatne, ale drogie

Anionowe    

niestabilne wobec elektrolitów i w środowisku kwaśnym mydla- stearynian potasowy, stearynian trojetanoloaminy, mirystynian potasu/sodu siarczanowe alkohole tluszczowe- sodium cetaeryl sulfate bazy kremowe P/W- cetearyl alkohol/and/ sodium cetearyl- sulfate

Emulgatory niejonowe:  

w roztworze nie tworza jonow, sa stabilne w szerokim pH, wobec soli I elektrolitow Estry polooli- gliceryny, etylenoglikolu: GLyceryl Oleate, Glyceryl Stearate



Estry sorbitanu (SPANY) Sorbitan Laurate, Sorbitan Stearate, Sorbitan Oleate



WZÓR SORBITOLU



OE estry sorbitanu (TWEENY)- Polysorbate 20, Polysorbate 40 itd.



OE trójglicerydy – PEG & Hydrogenerated Castor Oil, PEG-40 Hydrogenerated Castor Oil



Emulgatory niebędące spc- bentonit, kaolin, stearynian wapniowy, magnezowy, glinowy)



OE alkohole tłuszczowe: Ceteareth-12, Steareth-20



OE kwasy tłuszczowe: PEG-8 Stearate, PEG-100 Stearate



Bazy kremowe O/W: o

Glyceryl Stearate/and/PEG-100 Stearate

o

Cetearyl Alcohol/and/Ceteareth-20

o

Ceteth-5/and/Ceteareth-7

o

Glyceryl Stearate/and Cetearath-20

Cetearyl Glucoside/and/Cetearyl alcohol Sorbitol I estry sorbitanu ( spany)

W/O/W/O/W/O/W/O/W/O/W/O/W/O O/W/O/W/O/W/O/W/O/W/O/W/O/W W/O/W/O/W/O/W/O/W/O/W/O/W/O Armia wampirkow O/W/O

Wspolczynnik rozprzestrzeniania /S/ = napiecie pow wody – napiecie pow oleju- nap pow na granicy olejwoda Wspolczynnik S poniozej 15- oleje niepolarne- oleje mineralne 15-30 oleje srednio polarne- isopropyl myristate/ palmitate, cyclomethicone, caprylic/ capric triglyceride, jojoba oil, decyl oleate, dimethicone, olive oil, macadamia oil, avocado oil Powyzej 30- oleje bardzo polatne np olej z kielkow przenicy/ wheat germ oil/ uzywa sie ich ponizej 1% w recepturach Zwykle stosuje sie srednio polarne oleje

Jak dobrac emulgator? Okreslic ile skladnikow nalezy zemulgowac Sprawdzic hlb dostepnych emulgatorow Obliczyc wymagane hlb dla zemulgowania fazy olejowej Obliczyc udzial poszczegolnych emulgatorow Przydatny jest excel Hlb mieszaniny emulgatorow oblicza sie na podstawie wartosci hlb poszczegolnych skladnikow i ich wzglednego udzialu w mieszaninie  Zawsze rozpatrujemy tylko czesc tluszczowa, anwet jesli stanowi tylko 10-15% calej emulsji ( tak wiec stanowi 100% uzytych do produkcji emulsji tluszczow) NIE EMULGUJE SIE WODY, LICZY SIE TYLKO DLA OLEJU!  Faza tluszczowa- jeden skladnik o Olej sojowy 20% o Woda 80%  Porzyebne hlb =7 np lecithin o hlb 7 ( np jaja kurzego)  Faza tluszczowa ma 2 skladniki      

o

Soybean ( glycyne soja) poil = 15% (hlb potrzebne =7)

o Cetyl alcohol= 5% (hlb = 15,5) o Total oil phase= 20% o If 20% = 100% o 15%=x o X= (100*15)/20 o X= 75% o Soybean oil is 75% of the oil o Cethyl alcohol is (100*5)/20= 25%  75%/100)*7= 5,25  (25/100)*15,5= 3,88  Hlb jest suma tych liczb 5,25+3,88=9,13 Metoda hlb pozwala na stosowanie minimalnej ilosci emulgatora w ilosci 2% wiec nasze 2% to 100%. Jesli emulsja nie bedzie stabilna mozna zwiekszyc do 3%. Hlb mieszaniny emulgatorow liczy sie tak samo jak mieszaniny tluszczy. Energia potrzebna do emulgowania: E=γ*ΔA E- potrzebna energia Γ- napiecie m. Fazowe o/w ΔA- przyrost nowej powoierzchni O/W Zmniejszenie energii niezbednej do zdyspergowania Obnizenie napiecia m.fazowego do zera jest neimozliwe dlatego zawsze w jakis sposob jest emulsja niestabilna

Homogenizacja:   

Po wymieszaniu obu faz popraweia sie rozdrobnienie czastek fazy rozproszonej przez himogenizacje- w temperaturze ok 70°C dla emulsji O/W 60-65°C dla emulsji W/O Aby zapobiec spienieniu emulsji O/W powinno sie proces mieszania i homogenizacji prowadzic w niskiej prozni. 100-300 torr/ (powietrze jako trzecia faza obniza stabilnosci i zwieksza objetosc) Jezeli mieszalnik nie posiada homogenizatora tylko szybkoobrotowe mieszadlo i zbierak. Mieszadlo wolnoobrotowe od strony scian zbiornika. To nalezy podczas ieszania w temp 70 st C dla O/W i 60-65 dla W/O wlaczyc mieszadlo co kilka min na najwieksze obroty.

Prawo Stoke’s – stabilnosc emulsji Stabilnosc emulsji, dyspersji mizna opisac prawem Stoke’s

V=

2 r2 g ∆ ρ 9n

V- szybkosc opadania fazy zdysperdgowanej r- rozmiar czastek fazy zdyspergowanej g- stala grawitacja deltap- roznica gestosci ( f rozproszonej i f ciaglej) n- lepkosc fazy zewnetrznej przy zerowych silach scinania

Czas emulgowania:   

Proces emulgowania na cieplo trwa ok 30-60 minut, po czym nastepuje wolne chlodzenie. W temperaturze ok 40 dodaje sie sub biologicznie czynne i kompozycje zapachowa Proces emulgoania pudrow emulsyjnych, make up jest taki sam jak przy emulsji O/W Zestaw pudrowy jest oddzielnie mieszany z olejami, rozcierany na trojwalcowce/ lub mlynie koloidalnym/ i dodawany do wytworzonej emulscji lub dodawany do fazy olejowej na goraco po polaczeniu obu faz



Przy emulsji W/O film międzyfazowy musi być obojętny elektrycznie, mieć odpowiednią sztywność i być równocześnie lepko-elastycznym. Regulacja lepkości ma tutaj większe znaczenie, ponieważ woda ma większą gęstość i zawieszona w oleju łatwiej koaguluje.

Mlyn koloidalny- 2 plyty obracajace sie w przeciwnych kierunkach- sub wprowadza sie przez otwor plyty gornej i po roztarciu wydostaje sie z przestrzeni miedzy plytami

Czynniki okreslajace stabilnosc emulsji:  Stopien rozdrobnienia czasteczek  Mozliwie mala roznica gestosci miedzy fazami  Lepkosc fazy wewnetrznej szczegolnei przy W/O  Stabilny film lepko- elastyczny dookola zdyspergowanej czasteczki Film m fazowy musi byc obojetny elektrycznie miec pewna sztywnosc i byc rownoczenie lepko-elastycznym. Stabilizacja termodynamiczna  Niestabilnosc wynika z nadmiaru energii wewnetrznej o Napiecie m-fazowe  Kazda czasteczka amfifilowa wprowadzona na granice faz obniza napiecie m-fazowe o Czym wiecej czasteczek tym lepszy efekt o Nie da sie do zera Poprawa stabilizacji termodynamicznej  Mieszaniny emulgatorow o roznym HLB o Lepsze upakowanie na granicy faz Stabilizacja proszkowa o Na graniczy faz proszek o wiekszym powinowactwie do fazy rozproszonej Wzmacnianie granicy faz  Zwiekszanie ilosci czasteczek zorientowanych an granicy faz  Stosowanie mieszanek emulgatorow o Em jonowe- dodatek em niejon mieszanki emulgat niejon o roznym hlb 

Wprowadzenie do emulsji proskow zawiesin nierozp w zadnej z faz  Umieszczenie cz stalych na g faz ( srednica czasteczki rposzku powinna byc znaczie mniejsza od srednicy kropli fazy rozproszonej- rposzek zwilazany zarowno przez faze ciagla jak i rozproszona  Silniej hydrofilowe proszki- stabilizacja emulsji W/O  Silniej lipofilowe- O/W Stabuilizacja kinetyczna  Ogranicznie stykania sie kropel fazy rozproszonej  Wzmacnianie granicy faz, zapobieganie koalescjencji o Zmniejszenie przyciagania czasteczek f rozproszonej o Efekt sferyczny o Zmniejszenie ruchliwosci czasteczek o

Zmniejszenie przyciagania  Na czasteczki fazy rozproszonej dzialaja sily an dar Vaalsa o Wprost proporcjonalne do promienia czasteczki 



o Odwrotnie proporcjonalne do odleglosci pomiedzy czasteczkami Zmniejszanie sil oddzialywujacych o Zmniejszanie promienia czasteczek o Zwiakszanie dleglosci pomiedzy czasteczkami Metoda

o

Zwiekszanie stopnia rozdrobnienia ( homogenizacja)

Emulgatory jonowe o Dookola kropli emulsji powstaje podwojna warstwa ladunku o Na zewnatrz ladunki jednoimienne o Odpychanie Efekty sferyczne  Dobor hlb  Stabilizacja emulsji w/o mydlami metali dwuwartosciowych 

TO NA SRODKU- NIEROZPUSZCZALNE MYDLO OBUDOWUJE KROPLE

Stabilizacja zaadsorbowanym polimerem 



Warunki skuetcznosci o Silne zakotwiczenie w kropli o Dobre pokrycie powierzchni o Rozpuszczalnosc czasci wystajacej w fazie ciaglej Zwykle polimery hydrofilowe o Sa slabo zakotwiczone w fazie olejowej o Zwiekszaja lepkosc fazy ciaglej ( o/w) o Umiarkowanie stabilizuja emulsje

Hydrofilowe polimery modyfikowane hydrofobowo Dzialaja jak polimery i jak spc Sa emulgatorami i stabilizatorami jednoczenie Maja tendencje do asocjacji i podwyzszania lepkosci fazy ciaglej R-ry spc- oddzialywuja z innymi spc dajac najpierw wzrost a pozniej spadek lepkosci, dziala tu mechanizm sieciowania miceli  Acrylates/c10-c30 acrylate crosspolymer Polielektrolity modyfikowane hydrofobowo  Grupy hydrofobowe sluza jako ‘kotice;  Lancuchy hydrofilowe tworza wokol kropel sfere zelu stabilizowana elektrostatycznie  Powstajace emulsje sa bardzo trwale  Pod dzialaniem elektrolitow i po naniesieniu weiewgfiwefhwehfe Stabilizacja przez tworzenie ukladow cieklokrystalicznych ( lamelarne)    

Wzrost stezenia emulgatorow na powierzchni fazy rozproszonej- uklady lamelarne utrudniaja koalescjencje W elulsjach o/w obecnosc dwoch rodzajow emulgatorow- glownego o wlasciwosciach hydrofilowych i pomocniczego i wysokiej lipofilowosci  Zaleznie od rodzaju koemulgatora faza lamelarna- w temparaturze pokojowej charakter cieklokrystaliczny /ciekly/ lub zelowy cialo stale Emulsje wielokrotne o/w/o i w/o/w  Odmienne parametry fizykochemiczne o Ulatwione rozsmarowywanie o/w/o a w/o o Dzybsze wchlanianie lipidow w/o/w a o/w o Nie tworza ciaglej warstwy okluzyjnej  Ochrona skladnikow wewnetrznej fazy rozproszonej o Wprowadzenie niekombatybilnych skladnikow do fazy ciaglej o Ochrona przed utlenianiem ipt.  

 Mizliwosc sterownia czymstam W/O/W  Otrzymywanie  Proces dwustopniowy o Wytworzenie pierwotnej w/o o Wytworzenie wielokrotnej Proces jednostopniowy o Tykorzystywanie PIT  Wykorzystywanie tychnik emulgowania membranowego  Wymagania o Emulgator W/O hlb < H m.cz >5000 o O/W hlb > 15 m. Cz. 15 m.cz >1000 o E W/O hlb < 6 m.cz. 5000  Problemy o Procedura otrzymywania 

o Miesznie przy 2 emulgowaniu  Stabilnosc o Ilosc emulgatora Mikroemulsje  Moga byc rozpatrwane jako uklady trojfazowe woda- olej- spc  Duze ilosci spc, najczesciej uklad: emulgator glowny+ koemulgatory  Otrzymanie stabiolnej mikoemulsji zalezy rowniez od temp, obecnosci elektrolitow  Hlb, geometria emulgatora ma znaczenie o Dlugie, proste lancuchy - o/w mikroemulsje o Rozgalezione ugrupowania hydrofiowe- w/o Korzysci techniczne i kosmetyczne  Skrocenie czasu produkcji o Samorzutne powstawanie o Niezbyt intensywne mieszanie o Brak koniecznosci podgrzewania faz

o

Latwosc powiekszania skali produkcji

Duza zdolnosc solubilizacji, maly rozmair kropel- korzystne pod wzgledem biodostepnosci i efektywnosci dzialania skladnikow aktywnych Emullsje siikonowe  Uklady typu si/w w/si si/si ( jeden hydrofil drugi hydrofob) jak rowniez uklady wielokrotne  Zastosowanie amfifilowych silikonow Stabulnosc emulsji czy mozna ja ocenic i przewidziec  Emulsjakosmetyczna powinna byc stabilna przynajmniej 30 miesiecy  W zakresie temp 5-50 stC  Stabilnosc emulsji jest ukladem dynamicznym o Ruch czasteczek f ciaglej o Migracja cz emulgatorow do i z granicy faz o Migracja cz f rozproszonej o Dojrzewanie ostwalda  Ustalanie chwilowych rownowag- dojrzewanie emulsji  Dazenie do uzyskania jak najnizszej energii wewnetrznej ( destabilizacja)  Swieza emulsja moze dawac inne wyniki niz emulsja dojrzala  Symulacja zmian nastepujacych podczas zycia emulsji= starzenie emulsji Test okreslenie stabilnosci emulsji  Test w podwyzszonej temperaturze 40st C –odena po 24,48,72h  W obnizonej -5stC  Test wahadlowy- +40 24h, -5 24h cykl powtarza sie przez tydzien  Test wirowkowy- plynne emulsje o/w i w/o Metody temiczne  Starzenie w podwyzszonej emperaturze  W zamknietych opakowaniach  T ~45 st C  1,3,6 miesiecy  Starzenie w zmiennych temp  -5C 24h  40C 24h  Pomiedy cyklami dochodzeni do temperatury pokojowej w temperaturze otoczenia lub przerwa 24h Metody mechaniczne  Wirowanie Ocena stabilnosci  Ocena przed i po starzeniu o Organoleptyczna o Mikroskopowa  Homogennosc  Dystrybucja czastek o Pomiary reologiczne o Pomiary pH o Konduktometria ( mozliwosc wykrycia inwersji faz) Ocena mikroskopowa emulsji wielokrotnych  Warunki badania moga wplynac na ocene o Cisnienie po nalozeniu szkielka pod mikroskopem Turbiscan  Analizowanie stabuilnosci. Niestabilnosci dyspersji ( emulsji, zawiesin, pian) o szerokim zakresie jincentracji i wielkosci czastek 

Dzialaja na zasadzie analizy swiatla wielokrotnie rozproszonefo ( przechodzacego i wstecznie odbitego) Wykrywaja i identyfikuja takie niestabilnosci fizycne jak: smietanowanie, sedymentowanie, flokulacja, agregowanie, flotacja, demulgowanie Koalescencja fazy rozproszonej:  



Emulsję można stabilizować proszkami o większym powinowactwie do fazy rozproszonej.



Na cząsteczki fazy rozproszonej działają siły Van der Vaalsa- wprost proporcjonalne do promienia cząsteczki, odwrotnie proporcjonalne do odległości pomiędzy cząsteczkami.



Homogenizacja zmniejsza promień cząsteczek i ich rozproszenie w emulsji.



Do stabilizacji emulsji można użyć ładunków jednoimiennych dookoła kropli fazy zdyspergowanej, które będą się odpychały.



Efekt sferyczny- stabilizacja emulsji w/o mydłami metali dwuwartościowych



Zmniejszenie ruchliwości kropli przez zwiększnie lepkości fazy wodnej- stabilizacja polimerem Polimer musi być dobrze zakotwiczony w kropli, zawierać część cząsteczki o powinowactwie do fazy rozproszonej. Zwykłe polimery hydrofilowe są słabo zakotwiczone w fazie olejowej, zwiększają lepkość fazy ciągłej (O/W), umiarkowanie stabilizują emulsję. Hydrofilowe polimery modyfikowane hydrofobowo- działają jak poliery i jak spc ( są emulgatorami i stabilizatorami jednocześnie), mają tendencję do asocjacji i podwyższania lepkości, oddziałują z innymi spc dając najpierw wzrost, potem spadek lepkości sieciowanie miceli. Polielektrolity modyfikowane hydrofobowo dają bardzo stabilne emulsje przez tworzenie wokół kropel sfery żelu stabilizowanej elektrostatycznie. Stabilizacja prze tworzenie układów ciekłokrystalicznych: Wzrost stężenia emulgatorów powoduje powstanie warstw lamelarnych utrudniających koalescencję- ważna tutaj jest temperatura przejścia fazowego charakterystyczna dla danej emulsji. Lamelarna faza żelowa- dowolny hydrofilowy emulgator i alkohol stearylowy Wytworzenie emulsji wielokrotnej:



Proces dwustopniowy- wytworzenie emulsji pierwotnej, potem wielokrotnej



Proces jednostopniowy- wykorzystywanie PIT lub technik emulgowania membranowego

Mikroemulsje: Duże ilości spc, fazy woda/olej/spc Stabilność zależy od temperatury i obecności elektrolitów HLB i struktura emulgatora ma znaczenie: 

długie i proste łańcuchy o/w



rozgałęzione ugrupowania hydrofilowe w/o

Korzyści technologiczne: powstają samoistnie, szybszy czas produkcji, łatwo zwiększyć skalę produkcji, mają dużą zdolność solubilizacji, więc łatwo wprowadza się kolejne składniki, nie ma konieczności podgrzewania faz. BADANIE STABILNOŚCI

Emulsja powinna być stabilna co najmniej przez 36 miesięcy w zakresie temperatur od -5 do 50 st. C. Metody oceny mają za zadanie przewidzenie trwałości emulsji w możliwie krótkim czasie. Emulsja jest układem dynamicznym: 

Ruch cząsteczek fazy ciągłej



Migracja cząsteczek emulgatorów do i z granicy faz



Migracja cząsteczek fazy rozproszonej



Dojrzewanie Ostwalda (Ostwald ripening)

Ustalanie chwilowych równowag- dojrzewanie emulsji Dążenie do uzyskania jak najniższej energii wewnętrznej

Metody określania stabilności:  Test w podwyższonej temp- 40 st. C, ocena po 24, 48 i 72 h  Test w obniżonej temperaturze – 5 st. C, ocena po 24 i 48 h  Test wahadłowy- temp. 40 st. C przez 24 h, potem przez kolejne24 h 5 st. C  Test wirówkowy- płynne emulsje o/w i w/o Sztuczne starzenie emulsji: 

W zamkniętych opakowaniach w ok 45 st. C przez 1,3,6 miesięcy



W zmiennych temperaturach np. po 24 h 40 i -5 st. C, lub przez tydzień -5, 40 przez 3 miesiące



Metody mechaniczne: wirowanie 300rpm- 1h, 3000 rpm- 30 min, 10 000 rpm-40 000 rpm- 10 min.

Ocena stabilności: ocena organoleptyczna, mikroskopowa (homogenność, dystrybuuję cząstek), pomiary reologiczne, pomiary pH, konduktometria (możliwość wykrycia konwersji faz)

Turbiscan- bada stabilność układów koloidalnych- pian, emulsji, zawiesin, działa na zasadzie analizy światła wielokrotnie rozproszonego (przechodzączego i wstecznie odbitego), wykrywa i identyfikuje niestabilności fizyczne takie jak śmietanowanie, sedymentowanie, flokulacja, agregowanie, flotacja, demulgowanie....