Resumen de espesantes de uso común.

Los espesantes son la estructura básica y la base central de diversas formulaciones cosméticas y son cruciales para la apariencia, las propiedades reológicas, la estabilidad y la sensación en la piel de los productos. Seleccione espesantes representativos y de uso común de diferentes tipos, prepárelos en soluciones acuosas con diferentes concentraciones, pruebe sus propiedades físicas y químicas, como la viscosidad y el pH, y utilice análisis descriptivo cuantitativo para evaluar su apariencia, transparencia y múltiples propiedades de la piel y la piel. durante y después de su uso. Se realizaron pruebas sensoriales basadas en indicadores sensoriales y se buscó en la literatura para resumir y resumir varios tipos de espesantes, que pudieran proporcionar una cierta referencia para el diseño de fórmulas cosméticas.

1. Descripción del espesante

Existen muchas sustancias que se pueden utilizar como espesantes. Desde la perspectiva del peso molecular relativo, existen espesantes de bajo peso molecular y espesantes de alto peso molecular; desde la perspectiva de los grupos funcionales, hay electrolitos, alcoholes, amidas, ácidos carboxílicos y ésteres, etc. Espera. Los espesantes se clasifican según el método de clasificación de las materias primas cosméticas.

1. Espesante de bajo peso molecular

1.1.1 Sales inorgánicas

El sistema que utiliza sal inorgánica como espesante es generalmente un sistema de solución acuosa de tensioactivo. El espesante de sal inorgánico más utilizado es el cloruro de sodio, que tiene un efecto espesante evidente. Los tensioactivos forman micelas en solución acuosa y la presencia de electrolitos aumenta el número de asociaciones de micelas, lo que lleva a la transformación de micelas esféricas en micelas en forma de varilla, aumentando la resistencia al movimiento y, por tanto, aumentando la viscosidad del sistema. Sin embargo, cuando el electrolito es excesivo, afectará la estructura micelar, reducirá la resistencia al movimiento y reducirá la viscosidad del sistema, lo que se denomina "salación". Por lo tanto, la cantidad de electrolito agregado es generalmente del 1% al 2% en masa y funciona junto con otros tipos de espesantes para hacer que el sistema sea más estable.

1.1.2 Alcoholes grasos, ácidos grasos

Los alcoholes grasos y los ácidos grasos son sustancias orgánicas polares. Algunos artículos los consideran tensioactivos no iónicos porque tienen grupos lipófilos y grupos hidrófilos. La existencia de una pequeña cantidad de dichas sustancias orgánicas tiene un impacto significativo sobre la tensión superficial, la OMC y otras propiedades del tensioactivo, y la magnitud del efecto aumenta con la longitud de la cadena de carbono, generalmente en una relación lineal. Su principio de acción es que los alcoholes grasos y los ácidos grasos pueden insertar (unirse) micelas de tensioactivos para promover la formación de micelas. El efecto de los enlaces de hidrógeno entre las cabezas polares hace que las dos moléculas se dispongan muy juntas en la superficie, lo que cambia en gran medida las propiedades de las micelas del tensioactivo y consigue el efecto de espesamiento.

2. Clasificación de espesantes

2.1 SAA no iónico 

2.1.1 Sal inorgánica

Cloruro de sodio, cloruro de potasio, cloruro de amonio, cloruro de monoetanolamina, cloruro de dietanolamina, sulfato de sodio, fosfato de sodio, fosfato disódico y trifosfato pentasódico, etc.

2.1.2 Alcoholes grasos y ácidos grasos

Alcohol laurílico, alcohol miristílico, alcohol C12-15, alcohol C12-16, alcohol decílico, alcohol hexílico, alcohol octílico, alcohol cetílico, alcohol estearílico, alcohol behenílico, ácido láurico, ácido C18-36, ácido linoleico, ácido linolénico, ácido mirístico , ácido esteárico, ácido behénico, etc.

2.1.3 Alcanolamidas

Dietanolamida de coco, monoetanolamida de coco, monoisopropanolamida de coco, cocamida, lauroil-linoleoil dietanolamida, lauroil-miristoil dietanolamida, isoestearil dietanolamida, dietanolamida linoleica, dietanolamida de cardamomo, monoetanolamida de cardamomo, dietanolamida de aceite, monoetanolamida de palma, monoetanolamida de aceite de ricino, dietanolamida de sésamo, dietanolamida de soja, estearilo Dietanolamida, monoetanolamida de estearina, estearato de estearil monoetanolamida, estearamida, monoetanolamida de sebo, dietanolamida de germen de trigo, PEG (polietilenglicol) -3 lauramida, oleamida PEG-4, amida de sebo PEG-50, etc.

2.1.4 Éteres

Éter de cetilpolioxietileno (3), éter de isocetilpolioxietileno (10), éter de laurilpolioxietileno (3), éter de laurilpolioxietileno (10), poloxámero-n (éter de polioxipropileno etoxilado) (n=105, 124, 185, 237, 238, 338 , 407), etc.

2.1.5 Ésteres

Éster de sebo de glicerilo PEG-80, diisoestearato de PEC-8PPG (polipropilenglicol)-3, palmitato de glicerilo hidrogenado PEG-200, PEG-n (n=6, 8, 12) Cera de abejas, isoestearato de PEG-4, PEG-n (n= 3, 4, 8, 150) diestearato, oleato/cocoato de glicerilo PEG-18, dioleato de PEG-8, estearato de glicerilo PEG-200, manteca de karité glicerilo PEG-n (n=28, 200), aceite de ricino hidrogenado PEG-7, Aceite de jojoba PEG-40, laurato de PEG-2, dioleato de metilglucosa PEG-120, estearato de pentaeritritol PEG-150, oleato de propilenglicol PEG-55, triisoestearato de sorbitán PEG-160, estearato de PEG-n (n=8, 75, 100) , Copolímero PEG-150/Decil/SMDI (Copolímero de polietilenglicol-150/Decil/Metacrilato), Copolímero PEG-150/Estearilo/SMDI, PEG-90. Isoestearato, Dilaurato de PEG-8PPG-3, Miristato de cetilo, Palmitato de cetilo, C18 -36 Ácido etilenglicol, estearato de pentaeritritol, behenato de pentaeritritol, estearato de propilenglicol, éster de behenilo, éster de cetilo, tribubehenato de glicerilo, trihidroxiestearato de glicerilo, etc.

2.1.6 Óxido de amina

Óxido de miristilamina, óxido de isoestearilaminopropilamina, óxido de aminopropilamina de aceite de coco, óxido de aminopropilamina de germen de trigo, óxido de aminopropilamina de soja, óxido de laurilamina PEG-3, etc.

2.2 AEA de género

Cetil betaína, coco aminosulfobetaína, etc.

2.3 SAA aniónico

Oleato de potasio, estearato de potasio, etc.

2.4 Polímeros solubles en agua

2.4.1 Celulosa

Celulosa, goma de celulosa, carboximetilhidroxietilcelulosa, cetilhidroxietilcelulosa, etilcelulosa, hidroxietilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, formazán Base celulosa, carboximetilcelulosa, etc.

2.4.2 Polioxietileno

PEG-n (n=5M, 9M, 23M, 45M, 90M, 160M), etc.

2.4.3 Ácido poliacrílico

Acrilatos/Copolímero cruzado de acrilato de alquilo C10-30, Copolímero de acrilatos/etoxi(20) itaconato de cetilo, Copolímero de acrilatos/acrilato de cetil etoxi(20) metilo, Copolímero de acrilatos/etoxi(25) acrilato de tetradecil, Copolímero de acrilatos/itaconato de octadecil etoxi(20), Copolímero de acrilato/octadecano etoxi(20) metacrilato, copolímero de acrilato/ocaril etoxi(50) acrilato, polímero cruzado de acrilato/VA, PAA (ácido poliacrílico), polímero reticulado de acrilato de sodio/isodecanoato de vinilo, carbómero (ácido poliacrílico) y su sal de sodio, etc. . 

2.4.4 Caucho natural y sus productos modificados

Ácido algínico y sus sales (amonio, calcio, potasio), pectina, hialuronato de sodio, goma guar, goma guar catiónica, goma guar hidroxipropil, goma tragacanto, carragenina y sus sales (calcio, sodio), goma xantana, goma esclerotina, etc.

2.4.5 Polímeros inorgánicos y sus productos modificados

Silicato de magnesio y aluminio, sílice, silicato de sodio y magnesio, sílice hidratada, montmorillonita, silicato de sodio, litio y magnesio, hectorita, montmorillonita de estearil amonio, hectorita de estearil amonio, sal de amonio cuaternario -90 montmorillonita, amonio cuaternario -18 montmorillonita, amonio cuaternario -18 hectorita, etc. .

2.4.6 Otros

Polímero cruzado de decadieno PVM/MA (polímero reticulado de éter polivinilmetílico/acrilato de metilo y decadieno), PVP (polivinilpirrolidona), etc.

2.5 Surfactantes 

2.5.1 Alcanolamidas

El más utilizado es la dietanolamida de coco. Las alcanolamidas son compatibles con los electrolitos para espesar y dan los mejores resultados. Alcanolamidas

El mecanismo de espesamiento es la interacción con micelas de tensioactivos aniónicos para formar un fluido no newtoniano. Varias alcanolamidas tienen grandes diferencias en su rendimiento y sus efectos también son diferentes cuando se usan solas o en combinación. Algunos artículos informan sobre las propiedades espesantes y espumantes de diferentes alcanolamidas. Recientemente, se ha informado que las alcanolamidas tienen el riesgo potencial de producir nitrosaminas cancerígenas cuando se convierten en cosméticos. Entre las impurezas de las alcanolamidas se encuentran las aminas libres, que son fuentes potenciales de nitrosaminas. Actualmente no existe una opinión oficial de la industria del cuidado personal sobre si se deben prohibir las alcanolamidas en los cosméticos.

2.5.2 Éteres

En la formulación con polioxietilen éter sulfato (AES) de alcohol graso como principio activo principal, generalmente sólo se pueden utilizar sales inorgánicas para ajustar la viscosidad adecuada. Los estudios han demostrado que esto se debe a la presencia de etoxilatos de alcoholes grasos no sulfatados en el AES, que contribuyen significativamente al espesamiento de la solución tensioactiva. Una investigación en profundidad encontró que: el grado promedio de etoxilación es de aproximadamente 3EO o 10EO para desempeñar el mejor papel. Además, el efecto espesante de los alcoholes grasos etoxilados tiene mucho que ver con el ancho de distribución de los alcoholes que no han reaccionado y los homólogos contenidos en sus productos. Cuando la distribución de homólogos es más amplia, el efecto espesante del producto es deficiente y cuanto más estrecha es la distribución de homólogos, mayor se puede obtener el efecto espesante.

2.5.3 Ésteres

Los espesantes más utilizados son los ésteres. Recientemente, se han informado en el extranjero diisoestearato de PEG-8PPG-3, diisoestearato de PEG-90 y dilaurato de PEG-8PPG-3. Este tipo de espesante pertenece a los espesantes no iónicos, que se utilizan principalmente en sistemas de solución acuosa de tensioactivos. Estos espesantes no se hidrolizan fácilmente y tienen una viscosidad estable en un amplio rango de pH y temperatura. Actualmente el más utilizado es el diestearato de PEG-150. Los ésteres utilizados como espesantes generalmente tienen pesos moleculares relativamente grandes, por lo que tienen algunas propiedades de los compuestos poliméricos. El mecanismo de espesamiento se debe a la formación de una red de hidratación tridimensional en la fase acuosa, incorporando micelas de tensioactivo. Dichos compuestos actúan como emolientes y humectantes además de su uso como espesantes en cosméticos.

2.5.4 Óxidos de amina

El óxido de amina es un tipo de tensioactivo polar no iónico que se caracteriza por: en solución acuosa, debido a la diferencia del valor de pH de la solución, muestra propiedades no iónicas y también puede mostrar fuertes propiedades iónicas. En condiciones neutras o alcalinas, es decir, cuando el pH es mayor o igual a 7, el óxido de amina existe como un hidrato no ionizado en solución acuosa, mostrando no ionicidad. En solución ácida, muestra una cationicidad débil. Cuando el pH de la solución es inferior a 3, la cationicidad del óxido de amina es particularmente obvia, por lo que puede funcionar bien con tensioactivos catiónicos, aniónicos, no iónicos y zwitteriónicos en diferentes condiciones. Buena compatibilidad y muestra efecto sinérgico. El óxido de amina es un espesante eficaz. Cuando el pH es 6,4-7,5, el óxido de alquildimetilamina puede hacer que la viscosidad del compuesto alcance 13,5Pa.s-18Pa.s, mientras que las aminas de óxido de alquilamidopropildimetilo pueden hacer que la viscosidad del compuesto alcance hasta 34Pa.s-49Pa.s. y agregar sal a este último no reducirá la viscosidad.

2.5.5 Otros

También se puede utilizar una pequeña cantidad de betaínas y jabones como espesantes (ver Tabla 1). Su mecanismo de espesamiento es similar al de otras moléculas pequeñas, y todas logran el efecto espesante al interactuar con micelas tensioactivas. Los jabones se pueden utilizar para espesar los cosméticos en barra y la betaína se utiliza principalmente en sistemas de agua con tensioactivos.

2.6 Espesante polimérico soluble en agua

Los sistemas espesados ​​con muchos espesantes poliméricos no se ven afectados por el pH de la solución o la concentración de electrolitos. Además, los espesantes poliméricos necesitan menos cantidad para lograr la viscosidad requerida. Por ejemplo, un producto requiere un espesante tensioactivo como dietanolamida de aceite de coco con una fracción de masa del 3,0%. Para lograr el mismo efecto, solo basta con fibra con un 0,5% de polímero simple. La mayoría de los compuestos poliméricos solubles en agua no sólo se utilizan como espesantes en la industria cosmética, sino también como agentes de suspensión, dispersantes y agentes de peinado.

2.6.1 Éter de celulosa

El éter de celulosa es un espesante muy eficaz en sistemas a base de agua y se utiliza ampliamente en diversos campos de la cosmética. La celulosa es una materia orgánica natural que contiene unidades de glucósido repetidas, y cada unidad de glucósido contiene 3 grupos hidroxilo, a través de los cuales se pueden formar diversos derivados. Los espesantes celulósicos se espesan a través de cadenas largas que se hinchan por hidratación, y el sistema espesado con celulosa exhibe una morfología reológica pseudoplástica obvia. La fracción de masa general de uso es aproximadamente el 1%.

2.6.2 Ácido poliacrílico

Han pasado 40 años desde que Coodrich introdujo Carbomer934 en el mercado en 1953, y ahora hay más opciones para esta serie de espesantes (ver Tabla 1). Hay dos mecanismos de espesamiento de los espesantes de ácido poliacrílico, a saber, el espesamiento por neutralización y el espesamiento por enlace de hidrógeno. La neutralización y espesamiento consiste en neutralizar el espesante ácido de ácido poliacrílico para ionizar sus moléculas y generar cargas negativas a lo largo de la cadena principal del polímero. La repulsión entre cargas del mismo sexo promueve que las moléculas se enderecen y se abran para formar una red. La estructura consigue el efecto espesante; El espesamiento por enlace de hidrógeno consiste en que el espesante de ácido poliacrílico se combina primero con agua para formar una molécula de hidratación y luego se combina con un donante de hidroxilo con una fracción de masa del 10 % al 20 % (por ejemplo, que tenga 5 o más grupos etoxi) No iónico. tensioactivos) combinados para desenredar las moléculas rizadas en el sistema acuoso para formar una estructura de red para lograr un efecto espesante. Los diferentes valores de pH, los diferentes neutralizadores y la presencia de sales solubles tienen una gran influencia en la viscosidad del sistema espesante. Cuando el valor del pH es inferior a 5, la viscosidad aumenta con el aumento del valor del pH; cuando el valor del pH es 5-10, la viscosidad casi no cambia; pero a medida que el valor del pH continúa aumentando, la eficiencia espesante disminuirá nuevamente. Los iones monovalentes sólo reducen la eficiencia espesante del sistema, mientras que los iones divalentes o trivalentes no sólo pueden diluir el sistema, sino que también producen precipitados insolubles cuando el contenido es suficiente.

2.6.3 Caucho natural y sus productos modificados

El caucho natural incluye principalmente colágeno y polisacáridos, pero la goma natural utilizada como espesante es principalmente polisacáridos (ver Tabla 1). El mecanismo de espesamiento consiste en formar una estructura de red de hidratación tridimensional mediante la interacción de tres grupos hidroxilo en la unidad de polisacárido con moléculas de agua, para lograr el efecto espesante. Las formas reológicas de sus soluciones acuosas son en su mayoría fluidos no newtonianos, pero las propiedades reológicas de algunas soluciones diluidas son cercanas a las de los fluidos newtonianos. Su efecto espesante generalmente está relacionado con el valor del pH, la temperatura, la concentración y la presencia de otros solutos en el sistema. Este es un espesante muy eficaz y la dosis general es del 0,1% al 1,0%.

2.6.4 Polímeros inorgánicos y sus productos modificados

Los espesantes poliméricos inorgánicos tienen generalmente una estructura estratificada de tres capas o una estructura reticular expandida. Los dos tipos más útiles comercialmente son la montmorillonita y la hectorita. El mecanismo de espesamiento es que cuando el polímero inorgánico se dispersa en agua, los iones metálicos que contiene se difunden desde la oblea, a medida que avanza la hidratación, se hincha y finalmente los cristales laminares se separan por completo, lo que resulta en la formación de una estructura laminar aniónica. cristales. e iones metálicos en una suspensión coloidal transparente. En este caso, la laminilla tiene una carga superficial negativa y sus esquinas están cargadas debido a los planos de fractura de la red.