Zagęstniki - receptura kosmetyczna PDF

Preview

Summary

Zagęstniki - receptura kosmetyczna...

Description

Zagęstniki

Polimery to wysokocząsteczkowe związki chemiczne(M cz > 8000), które mogą być zarówno pochodzenia naturalnego, biotechnologicznego jak i syntetycznego. Siła zagęszczania zależy przede wszystkim od masy cząsteczkowej (im wyższa masa tym powstają bardziej lepkie żele), budowy oraz obecności innych substancji chemicznych. Ogólnie polimery stosowane w kosmetykach podzielić można na jonowe i niejonowe. 



Polimery jonowe wykazują silną zależność lepkości od pH układu. W zależności od struktury polimeru obserwujemy różny efekt zagęszczenia w danym środowisku. Zagęstniki jonowe są najczęściej czułe na obecność jonów metali wielowartościowych. Jony mogą różnie wpływać na właściwości układu: niskie stężenie jonów– efekt zagęszczenia roztworu, wysokie– wytrącenie osadu. Polimery niejonowe to substancje, dla których lepkość roztworu jest proporcjonalna jedynie do stężenia zagęstników układzie.

Mechanizm zagęszczania układów wodnych Polimery, określane także mianem hydrokoloidów ulegają w wodzie hydratacji i pęcznieniu. Początkowo silnie splątane łańcuchy na skutek hydratacji ulegają stopniowemu rozprostowaniu. Mieszanie układu powoduje że wzajemnie przenikające się łańcuchy ograniczają ruchy innych cząstek np. wody, co przekłada się na wzrost lepkości układu.

Hydrokoloidy poza właściwościami zagęszczającymi mogą pełnić inne funkcje: •

Stabilizowania (np. emulsji)

•

Tworzenie na skórze warstw okluzyjnych, zapobiegających ucieczce wody z naskórka

•

Dyspergowanie cząstek stałych (np. pigmentów, cząstek ściernych)

•

Zapobieganie wysychaniu preparatów

•

Wiele naturalnych polimerów ma właściwości nawilżające.

2.1.

Guma ksantanowa (Xanthan Gum)

• Guma ksantanowa jest polimerem pochodzenia biotechnologicznego i jest najczęściej stosowanym zagęstnikiem w kosmetykach naturalnych.

• Pod względem chemicznym jest to naturalny, wysokocząsteczkowy polisacharyd o masie cząsteczkowej około 2 500 000, otrzymywany w trakcie aerobowego procesu fermentacji glukozy prowadzonego przy udziale bakterii Xanthomonas campestri • Jest to hydrokoloid zbudowany z glukozy, mannozy i kwasu glukuronowego oraz częściowo zestryfikowanych kwasów octowego i pirogronowego • Zagęstnik jonowy (anionowy), którego lepkość nie zależy od pH środowiska. Jest zależna od stężenia i masy cząsteczkowej polimeru • W roztworach wodnych, w obecności kationów tworzy spiralne struktury(heliksy), które powodują zagęszczenie układu. •

Stabilna w szerokim zakresie pH (3-12) oraz w obecności elektrolitów

•

W żelach bez surfaktantów zagęszcza efektywnie w stężeniach od 0,3 do 0,6%

• Anionowe surfaktanty w stężeniach do 5% zwiększają lepkość gumy ksantanowej, w wyższych stężeniach obniżają lepkość (mieszanki anionowych i niejonowych ZPC nie wykazują zdolności do zwiększania lepkości). •

Jest niekompatybilna z kationowymi ZPC

• Zastosowanie w kosmetykach: żele pod oczy, maseczki (bez surfaktantów) od 0,3 do 1%, kosmetyki myjące o niskiej zawartości ZPC (3-5% ZPC) 1%, kosmetyki myjące o wyższej zawartości ZPC (5-10%) 1-3% • Zaletą gumy ksantanowej jest jej zdolność do nawilżania skóry oraz poprawy właściwości sensorycznych bezsilikonowych emulsji kosmetycznych (głównie opartych na oleju parafinowym, olejach roślinnych) oraz tzw. emulsji „tępych” o wysokiej zawartości emulgatorów, które trudno rozsmarować na skórze. • Wadą gumy ksanatanowej jest jej zdolność do „ciągnięcia”, kosmetyki myjące zagęszczane gumą ksantanową dają wrażenie niejednorodnej konsystencji. • W celu osiągnięcia optymalnych właściwości reologicznych guma ksantanowa musi we właściwy sposób zostać zdyspergowana w zagęszczanym układzie. Na etapie jej dodawania w wodzie nie powinny znajdować się żadne inne surowce, a w szczególności konserwanty. • Jeżeli wśród składników receptury pojawia się gliceryna, wskazane jest wstępne zdyspergowanie gumy w tym składniku i dopiero wtedy wprowadzenie uzyskanej dyspersji do wody.

2.2.

Celuloza i jej pochodne

• Sama celuloza jest nierozpuszczalna w wodzie. W kosmetyce zastosowanie znalazła celuloza mikrokrystaliczna, która wykazuje zdolność do pęcznienia i zagęszczania oraz stabilizacji emulsji. Silnie absorbuje sebum i znalazła także zastosowanie w pudrach i podkładach do makijażu.

• Stosowane są modyfikowane pochodne celulozy: metyloceluloza, hydroksyetyloceluloza, karboksymetyloceluloza. W wodzie ulegają hydratacji i pęcznieniu tworząc lepkie żele w stężeniach 12%. Lepkość zależy od stężenia i przede wszystkim masy cząsteczkowej (surowce te dostępne są zazwyczaj w kilku wariantach różniących się masą cząsteczkową i co za tym idzie lepkością ich roztworów) • Hydroksyetyloceluloza (Hydroxyethylcellulose) jest polimerem niejonowym, kompatybilnym ze wszystkimi rodzajami ZPC, elektrolitami oraz stabilnym w szerokim zakresie pH. Opracowując recepturę żelu bez surfaktantów wystarczające jest zazwyczaj stężenie 0,3-0,6%. Dodatek ZPC powoduje spadek lepkości, dlatego w kosmetykach myjących jej stężenie powinno być wyższe i wynosić około 1,5-2%. Do stabilizacji emulsji stosowana jest w stężeniu 0,2-0,3%. • Karboksymetyloceluloza sodowa (Carboxymethyl cellulose, Cellulose Gum)- polimer anionowy rozpuszczalny w wodzie. Jest niestabilna w pH poniżej 4,5, żeluje pod wpływem niskich stężeń anionowych ZPC. Przy wyższych stężeniach lepkość obniża się. Stosowana jest w stężeniach 0,3-0,5% głównie do stabilizacji emulsji. W kosmetykach myjących stosowana jest rzadko ze względu na trudność utrzymania stabilności układu.

2.3.

Skrobia i jej pochodne

• Skrobia jest naturalnym polimerem zbudowanym w 20% z amylozy, frakcji rozpuszczalnej w wodzie oraz w 80% z nierozpuszczającej się amylopektyny, których podstawową jednostkę strukturalną stanowi glukoza. Skrobia jest nierozpuszczalna w zimnej wodzie, dodana do cieplej pęcznieje, w gorącej tworzy układy koloidalne, które na zimno żelują. W kosmetykach wodnych nie jest stosowana ze względu na bardzo silna podatność na rozwój mikroorganizmów. Skrobia kukurydziana i ziemniaczanaczęsto stosowana jest w kosmetykach kolorowych (pudry, cienie). Absorbują one nadmiar wydzielanego sebum oraz bardzo silnie wyrównują cerę. • W kosmetykach zastosowanie znalazła skrobia modyfikowana. Modyfikacje polegają głównie na wprowadzaniu grup, które nadają skrobi zdolność do rozpuszczania w wodzie oraz jej hydrolizowaniu. Pochodne skrobi stosowane są głównie w emulsjach kosmetycznych. Stabilizują one układy emulsyjne oraz po aplikacji nadają efekt matowienia skóry. Mają także zdolność do absorbowania sebum. Innym przykładem zastosowania skrobi są tzw. suche szampony do włosów. Stosowane są w stężeniu 0,3-1%. W kosmetykach myjących nie są stosowane ze względu na mętność wodnych roztworów

2.4.

Akrylany [karbopole, karbomery] (Carbomer)

• Carbomer to najpopularniejszy zagęstnik stosowany w tzw. kosmetykach masowych (jest polimerem jonowym, pochodzenia syntetycznego) •

Stosowany jest zarówno do zagęszczania kosmetyków myjących, żeli, jak i stabilizacji emulsji.

• Karbomery są to polimery, których właściwości silnie zależą od pH. W środowisku kwaśnym obecne w strukturze grupy karboksylowe są sprotonowane i nie występuje efekt zagęszczania (przy niskich stężeniach, w stężeniach 1-2% karbomery tworzą w miarę lepkie roztwory bez neutralizacji). Przy pH > 6 grupy karboksylowe są formie zjonizowanej i prowadzi to do odpychania grup jednoimienne naładowanych, efektem tego jest rozwinięcie struktury polimeru i zagęszczenie roztworu. Przy pH>10 większość polimerów tego typu hydrolizuje (proces nieodwracalny)

• Po zdyspergowaniu w wodzie łańcuchy polimeru zaczynają się rozwijać i pęcznieć w wyniku czego następuje wzrost lepkości układu. Dopiero jednak zobojętnienie roztworu zapewnia jonizację, dzięki której dookoła łańcucha polimeru wytwarzane są ładunki ujemne powodujące całkowite rozwinięcie cząsteczki karbomeru. W tej postaci zapewnia on efekt bardzo silnego zagęszczenia układu. Jako środki zobojętniające stosuje się najczęściej wodorotlenek sodowy lub potasowy, organiczne aminy np. trietanoloamin ę (TEA). Ostatni z wymienionych czynników szczególnie polecany jest dla układów wodnych, przy stosowaniu których łatwiej jest kontrolować pH roztworu i uniknąć jego alkalizacji. Zbyt wysokie pH powoduje obniżenie lepkości. •

Optymalnym pH dla karbomeru jest 6-7.

• Stosowane stężenia: 0.2-1% w żelach; 0.2-0.6% w kremach; 0.05-0.2% w lotionach, 1-3% w kosmetykach myjących. • Silnie hydrofilowy – dobrze uwadnia się w wodzie, alkoholu i rozpuszczalnikach polarnych (zagęszcza roztwory o wysokiej zawartości alkoholu – żele do dezynfekcji rąk. Inne polimery w roztworach alkoholowych tracą lepkość) •

Elektrolity obniżają efektywność zagęszczania

• Niekompatybilny z niektórymi kationowymi surfaktantami i kationowymi polimerami. W obecności ZPC lepkość obniża się. •

Bardzo dobrze zawiesza pęcherzyki powietrza i cząstki stałe.

2.5.

Alkohol poliwinylowy i poliwinylopirolidon

• Alkohol poliwinylowy i poliwinylopirolidon to syntetyczne polimery, które w kosmetykach stosowane jako polimery błonotwórcze. •

Efekt zagęszczania jest nieznaczny (silny wzrost lepkości dopiero przy stężeniach powyżej 10%)

• Stosowane są w żelach do włosów (składnik stylizujący, tworzy na włosie błonę, która po odparowniu wody nadaje sztywność), maseczkach typu peel off (po odparowaniu wody tworzy się błona, którą następnie zrywa się z twarzy, tworzą one warunki jak owijanie folią spożywczą) oraz w

tuszach do rzęs (poliwinylopirolidon, tworzy błonę, która usztywnia rzęsy, wydłuża je, utrwala efekt podkręcania). •

Są nieodporne na zmiany pH i obecność elektrolitów

•

W stężeniach 0,5-1% stabilizują emulsje. Nadają im jednak efekt klejenia.

2.6.

Chitozan

• substancja organiczna, polisacharyd, pochodna chityny. Produkowany w procesie chemicznej deacetylizacji chityny:

• jest polisacharydem (wielocukrem) otrzymywanym głównie ze skorupek stawonogów. Ma silne właściwości nawilżające, dlatego chętnie używany jest do kosmetyków pielęgnacyjnych. Preparaty z chitozanem tworzą na skórze delikatny film ochronny zabezpieczający przed działaniem szkodliwych czynników zewnętrznych a także skutecznie zatrzymuje wodę w skórze. Chitozan stanowi składnik kosmetyków selektywnych i drogich, są one przeznaczone do cery suchej i odwodnionej i bardzo poprawiają jej stan. • Bardzo silnie zagęszcza w niskich stężeniach do 0,5%. Dobrze stabilizuje emulsje kosmetyczne (0,2-0,3%) •

Jest nieodporny na zmiany pH, elektrolity i niekompatybilny z większością ZPC

•

Wadą jest, że na skórze pozostawia dość klejący film.

• Bardzo często łączony jest z innymi substancjami np. kwasem PCA (Chitosan/PCA Copolymer), kwasem mlekowym (Chitosan Lactate)...