Preparati di emulsioni cosmetiche

La solubilizzazione di quantità relativamente piccole di componenti oleosi nelle formulazioni di risciacquo e shampoo dimostra le proprietà emulsionanti di base che ci si aspetta dagli alchilpoliglicosidi come tensioattivi non ionici. Tuttavia, è necessaria una corretta comprensione del comportamento di fase nei sistemi multicomponente per valutare gli alchilpoliglicosidi come potenti emulsionanti in combinazione con idonei coemulsionanti idrofobici. In generale, l'attività interfacciale degli alchilpoliglicosidi è determinata dalla lunghezza della catena carboniosa e, in misura minore, dal grado di polimerizzazione (DP). L'attività interfacciale aumenta con la lunghezza della catena alchilica e raggiunge il suo massimo in prossimità o al di sopra della CMC con un valore inferiore a 1 mN/m. All'interfaccia acqua/olio minerale, l'APG C12-14 mostra una tensione superficiale inferiore rispetto all'alchilsolfato C12-14. Le tensioni interfacciali di n-decano, isopropil miristato e 2-ottil dodecanolo sono state misurate per alchil monoglucosidi puri (C8, C10, C12) ed è stata descritta la loro dipendenza dalla solubilità degli alchil poliglicosidi nella fase oleosa. Gli alchil poliglicosidi a catena media possono essere utilizzati come emulsionanti per emulsioni o/w in combinazione con co-emulsionanti idrofobici.

Gli alchil poliglicosidi differiscono dai tensioattivi non ionici etossilati in quanto non subiscono la conversione di fase indotta dalla temperatura da emulsioni olio in acqua (O/W) a emulsioni olio in acqua (W/O). Invece, le proprietà idrofile/lipofile possono essere bilanciate mediante miscelazione con un emulsionante idrofobico come il monooleato di glicerina (GMO) o il monolaurato di sorbitolo disidratato (SML). Infatti, il comportamento di fase e la tensione interfacciale del sistema emulsionante alchil poliglicosidi sono molto simili a quelli del sistema etossilato di alcoli grassi convenzionali se si utilizza il rapporto di miscelazione dell'emulsionante idrofilo/lipofilo nel sistema non etossilato invece della temperatura come parametro chiave del comportamento di fase.

Il sistema per dodecano, acqua, lauril glucoside e sorbitan laurato come coemulsionante idrofobico forma microemulsioni a un certo rapporto di miscelazione di C12-14 APG/SML compreso tra 4:6 e 6:4 (Figura 1). Contenuti più elevati di SML portano a emulsioni a/o, mentre contenuti più elevati di alchil poliglicosidi producono emulsioni o/a. La variazione della concentrazione totale dell'emulsionante determina la formazione di un cosiddetto "Kahlweit fish" nel diagramma di fase, con il corpo contenente microemulsioni trifasiche e la coda microemulsioni monofasiche, come osservato con emulsionanti etossilati in funzione della temperatura. L'elevata capacità emulsionante della miscela C12-14 APG/SML rispetto a un sistema etossilato di alcol grasso si riflette nel fatto che anche il 10% della miscela emulsionante è sufficiente per formare una microemulsione monofasica.

La somiglianza dei modelli di inversione di fase dei due tipi di tensioattivi non si limita solo al comportamento di fase, ma può essere riscontrata anche nella tensione interfacciale del sistema emulsionante. Le proprietà idrofile-lipofile della miscela emulsionante hanno raggiunto l'equilibrio quando il rapporto C12-14 APG/SML era 4:6 e la tensione interfacciale era la più bassa. In particolare, una tensione interfacciale minima molto bassa (circa 10^-3mN/m) è stato osservato utilizzando la miscela C12-14 APG/SML.

Tra i glicosidi alchilici contenenti microemulsioni, la ragione dell'elevata attività interfacciale è che glicosidi alchilici idrofili con gruppi di testa glucosidici più grandi e coemulsionanti idrofobici con gruppi più piccoli vengono miscelati all'interfaccia olio-acqua in un rapporto ideale. L'idratazione (e la dimensione effettiva della testa di idratazione) è meno dipendente dalla temperatura rispetto al caso dei tensioattivi non ionici etossilati. Pertanto, la tensione interfacciale parallela si osserva solo per il comportamento di fase leggermente dipendente dalla temperatura della miscela di emulsionanti non etossilati.

Ciò offre interessanti applicazioni perché, a differenza degli etossilati di alcoli grassi, gli alchil glicosidi possono formare microemulsioni stabili alla temperatura. Variando il contenuto di tensioattivo, il tipo di tensioattivo utilizzato e il rapporto olio/acqua, è possibile produrre microemulsioni con proprietà specifiche, come trasparenza, viscosità, effetti di modificazione e proprietà schiumogene. Il co-emulsionante nel sistema misto di alchil etere solfato e non-ione consente di osservare l'area di microemulsione espansa, che può essere utilizzata per formulare emulsioni olio-acqua concentrate o a particelle fini.

È stata effettuata una valutazione dei triangoli di fase pseudoternari di sistemi multicomponenti contenenti alchil poliglicosidi/SLES e SML con un idrocarburo (Diottilcicloesano) e alchil poliglicosidi/SLES e OGM con oli polari (Dicaprililetere/Ottildodecanolo). Essi dimostrano la variabilità e l'estensione delle aree per o/w, w/o o microemulsioni per fasi esagonali e per fasi lamellari in funzione della struttura chimica e del rapporto di miscelazione dei componenti. Se questi triangoli di fase vengono sovrapposti a triangoli di prestazione congruenti che indicano, ad esempio, il comportamento schiumogeno e le proprietà di viscosità delle miscele corrispondenti, forniscono un prezioso aiuto al formulatore nella ricerca di formulazioni di microemulsioni specifiche e ben progettate per, ad esempio, detergenti per il viso o bagni schiuma reidratanti. Ad esempio, dal triangolo di fase è possibile derivare una formulazione di microemulsione adatta per bagni schiuma reidratanti.