STRUCTURE(C) – efektywne zagęszczanie w trudnych warunkach
Polimery zagęszczające National Starch Personal Care oprócz modyfikacji reologii w recepturach kosmetycznych oferują wiele innych, poszukiwanych właściwości jak: stabilizacja emulsji, odporność na elektrolity i skrajne pH, wyjątkowe wrażenia estetyczne. W zależności od zastosowań dysponujemy zarówno syntetycznymi jak i naturalnego pochodzenia zagęstnikami objętymi wspólną nazwą handlową STRUCTURE(C).
STRUCTURE(C) 2001/3001 to emulsje akrylowych polimerów asocjacyjnych o niskiej lepkości. Wzrost lepkości następuje po neutralizacji od pH 6,5 aż do 13 i więcej. Rysunek 1 przedstawia wykres zależności lepkości STRUCTURE(C) 2001 od pH.
Dzięki stabilności wobec nadtlenku wodoru polimery te znakomicie zagęszczają receptury zawierające wodę utlenioną jak np. rozjaśniacze do włosów. W dwuskładnikowych farbach do włosów polimer zawarty w wywoływaczu pozostaje ciekły do momentu zmieszania z alkaliczną bazą, wtedy farba uzyskuje właściwą lepkość. Stabilność wobec nadtlenku wodoru zbadano ogrzewając do wrzenia roztwory opisywanych polimerów z 6% H2O2 z dodatkiem 0,1% H3PO4 przez 20 godzin. W stanie niezmienionym pozostało 99% początkowej ilości nadtlenku wodoru dla obydwu polimerów.
Oprócz receptur zawierających utleniacze, STRUCTURE(C) 2001/3001 z powodzeniem zagęszczają płyny do trwałej ondulacji i chemicznego prostowania włosów, depilatory, klarowne żele do układania do włosów, kremy i emulsje trudne do zagęszczenia np. zawierające hydroksykwasy.
Polimerowe zagęstniki są łatwe w użyciu i nie wywołują podrażnień wywołanych niekiedy obecnością innych substancji zagęszczających jak np. alkohole tłuszczowe, detergenty, woski.
Mechanizm zagęszczania przez polimery akrylowe mające na swoim łańcuchu osadzone grupy karboksylowe polega na wzajemnym odpychaniu ładunków ujemnych pojawiających się po neutralizacji. W wyniku tego procesu łańcuch rozszerza się przestrzennie w roztworze zwiększając lepkość (Rysunek 2).
Dodatkowo hydrofobowe domeny obecne w strukturze polimeru łączą się (asocjują) dzięki wzajemnemu przyiąganiu i minimalizowaniu kontaktu ze zjonizowanym środowiskiem wywołując efekt sieciowania. (Rysunek 3).
Obydwa polimery STRUCTURE(C) 2001/3001 charakteryzują się pseudoplastyczną reologią, różni je efektywność zagęszczania i odporność na elektrolity (Rysunek 4). Polimery te można ze sobą mieszać w celu optymalizacji parametrów. Podobnie jak inne akrylany opisywane polimery nie są odporne na promieniowanie UV w podwyższonej temperaturze. Można temu zapobiec stosując filtry absorbujące promieniowanie UV.
Substancją zagęszczającą, zaprojektowaną specjalnie do układów trudno zagęszczających się w środowisku kwaśnym lub w obecności związków kationowych jest STRUCTURE(C) Plus. Polimer ten jest dostępny w postaci alkalicznej emulsji o niskiej lepkości. Dodatek kwasu powoduje protonowanie grup aminowych obecnych w łańcuchu polimerowym. Podobnie jak w przypadku STRUCTURE(C) 2001/3001 zwiększenie lepkości jest spowodowane odpychaniem elektrostatycznym, tym razem grup naładowanych dodatnio. Aktywacja polimeru może być wywołana dodatkiem wielu różnych kwasów, zarówno mineralnych jak i organicznych.
Takie kwasy jak glikolowy, mlekowy i fosforowy tolerowane są w stężeniu powyżej 10%. Kwas cytrynowy jest wydajny w przypadku zagęszczania mieszaniny środków powierzchniowo czynnych takich jak szampony czy żele do mycia ciała. Jak widać na rys. 5 STRUCTURE(C) Plus wykazuje synergię zagęszczania w układach detergentowych, a ponadto w tego typu recepturach lepkość utrzymuje się również w środowisku alkalicznym. Powszechnie stosowane mieszaniny detergentów powodują zwielokrotnienie synergii zagęszczania.
W zależności od rodzaju układu kosmetycznego zalecany dodatek tego polimeru, w przeliczeniu na suchą pozostałość, wynosi od 0,2 do 1,0% dla emulsji; 0,75-2,0% dla środków do mycia oraz 2,5 do 3% dla uzyskania klarownych żeli.
Drugą grupę substancji zagęszczających stanowią polimery pochodzenia naturalnego: STRUCTURE(C) Solanace, STRUCTURE(C) ZEA i STRUCTURE(C) XL. Są to substancje występujące w formie łatwo dyspergowanych proszków, których podstawowe parametry zawarte są w Tabeli 2.
Pod względem chemicznym surowce te są modyfikowanymi skrobiami o wielofunkcyjnych właściwościach umożliwiających nie tylko zagęszczanie ale również stabilizację emulsji, wzmocnienie estetyki i przyjemne odczucie po aplikacji. STRUCTURE(C) XL umożliwia wytwarzanie stabilnych układów bez ogrzewania i w jednym mieszalniku. Z powodu swego niejonowego charakteru i rozległej kompatybilności pozwala na znaczną elastyczność na etapie recepturowania i produkcji, zarówno w szerokim zakresie pH (praktycznie od pH 3 do 9 – Rysunek 6) jak i w obecności elektrolitów (do 20%), jak na Rysunku 7, oraz wielu innych dodatków. STRUCTURE(C) XL i ZEA dostępne są jako szybko dyspergowalne w wodzie aglomeraty (w ciągu 7 minut mieszania uzyskuje się 90% całkowitej lepkości).
Łatwe tworzenie struktur żelowych pozwala na tworzenie receptur typu "instant" jak farby i rozjaśniacze w proszku. W przypadku emulsji obydwa surowce można dodawać do którejkolwiek z faz a nawet do gotowego układu, co daje wyjątkową szansę tworzenia końcowych produktów w rozmaitych postaciach od płynnych balsamów do lepkich kremów. W recepturach detergentowych modyfikowane skrobie wykazują synergię zagęszczania z polimerami syntetycznymi (np. STRUCTURE(C) Plus). STRUCTURE(C) XL w odróżnieniu od STRUCTURE(C) ZEA, poddano obróbce termicznej, co pozwala na wyeliminowanie ogrzewania z procesu produkcyjnego.
STRUCTURE(C) Solanace to skrobia zmodyfikowana w celu stabilizacji kosmetyków o niskim pH oraz tam gdzie istotne są znakomita estetyka i właściwości sensoryczne. Modyfikowane skrobie
STRUCTURE(C) zmniejszają rozmiary drobin emulsji co przekłada się na oszczędne gospodarowanie emulgatorami a w efekcie bardziej naturalne produkty.
Wielofunkcyjne składniki zagęszczające opisane powyżej pozwalają nie tylko uzyskiwać oczekiwaną lepkość od kosmetyków ale również pozwalają ograniczyć koszty produkcji dostarczając dodatkowych, istotnych właściwości jak: stabilność w czasie i w skrajnych warunkach, niezrównana estetyka i odczucie oraz prostota składu i procesu wytwarzania.
Grzegorz Niedzielski, autor reprezentuje
National Starch Personal Care
grzegorz.niedzielski@nstarch.com
drukuj ten artykuł
poleć artykuł znajomemu
Najświeższe informacje w kanale RSS (jak używać) 
Styczeń 2006
Zawartość numeru:
- Instalacje, Urządzenia i Narzędzia:
- Chemia Gospodarcza i Kosmetyki:
- Modyfikatory reologii – istotnego parametru wyrobów kosmetycznych
- STRUCTURE(C) – efektywne zagęszczanie w trudnych warunkach
- Polski rynek kosmetyków w 2005
- Ultragel 300
- Biofilm – punkt krytyczny w przemyśle kosmetycznym
- GEL CREATIONS – wachlarz zapachów podany w atrakcyjnej formie
- Chemical Interview:
- Zarządzanie:
- Powłoki:
Zobacz pozostałe numery Chemical Review »