خلاصه ضخیم کننده های رایج

ضخیم کننده ها ساختار اسکلت و پایه اصلی فرمولاسیون های مختلف آرایشی هستند و برای ظاهر، خواص رئولوژیکی، ثبات و احساس پوستی محصولات بسیار مهم هستند. ضخیم کننده های رایج و معرف انواع مختلف را انتخاب کنید، آنها را در محلول های آبی با غلظت های مختلف آماده کنید، خواص فیزیکی و شیمیایی آنها مانند ویسکوزیته و pH را آزمایش کنید و از تجزیه و تحلیل توصیفی کمی برای ارزیابی ظاهر، شفافیت و خواص متعدد پوست و پوست استفاده کنید. در حین و بعد از استفاده آزمایش‌های حسی بر اساس شاخص‌های حسی انجام شد و ادبیات برای خلاصه و خلاصه‌سازی انواع مختلف قوام‌دهنده‌ها جستجو شد که می‌تواند مرجع خاصی برای طراحی فرمول آرایشی باشد.

1. شرح قوام دهنده

مواد زیادی وجود دارد که می توان از آنها به عنوان غلیظ کننده استفاده کرد. از منظر وزن مولکولی نسبی، ضخیم کننده های مولکولی کم و ضخیم کننده های مولکولی بالا وجود دارد. از منظر گروه های عاملی الکترولیت ها، الکل ها، آمیدها، اسیدهای کربوکسیلیک و استرها و ... وجود دارد. صبر کنید. ضخیم کننده ها بر اساس روش طبقه بندی مواد اولیه آرایشی و بهداشتی طبقه بندی می شوند.

1. ضخیم کننده با وزن مولکولی کم

1.1.1 نمک های معدنی

سیستمی که از نمک معدنی به عنوان غلیظ کننده استفاده می کند، عموماً یک سیستم محلول آبی سورفاکتانت است. متداول ترین غلظت دهنده نمک معدنی کلرید سدیم است که اثر غلیظ کننده آشکاری دارد. سورفکتانت ها میسل ها را در محلول آبی تشکیل می دهند و حضور الکترولیت ها باعث افزایش تعداد تداعی میسل ها می شود که منجر به تبدیل میسل های کروی به میسل های میله ای شکل و افزایش مقاومت در برابر حرکت و در نتیجه افزایش ویسکوزیته سیستم می شود. با این حال، هنگامی که الکترولیت بیش از حد باشد، ساختار میسلی را تحت تأثیر قرار می دهد، مقاومت حرکتی را کاهش می دهد و ویسکوزیته سیستم را کاهش می دهد که به اصطلاح "نمک کردن" نامیده می شود. بنابراین، مقدار الکترولیت اضافه شده به طور کلی 1٪ - 2٪ از جرم است، و با دیگر انواع ضخیم کننده ها برای پایدارتر کردن سیستم کار می کند.

1.1.2 الکل های چرب، اسیدهای چرب

الکل های چرب و اسیدهای چرب مواد آلی قطبی هستند. برخی از مقالات آنها را به عنوان سورفکتانت های غیر یونی در نظر می گیرند زیرا هم گروه های چربی دوست و هم گروه های آبدوست دارند. وجود مقدار کمی از چنین مواد آلی تأثیر قابل توجهی بر کشش سطحی، omc و سایر خواص سورفکتانت دارد و اندازه اثر با طول زنجیره کربن، به طور کلی در یک رابطه خطی، افزایش می‌یابد. اصل عمل آن این است که الکل‌های چرب و اسیدهای چرب می‌توانند میسل‌های سورفکتانت را وارد کنند (به هم بپیوندند) تا تشکیل میسل را تقویت کنند. اثر پیوند هیدروژنی بین سرهای قطبی) باعث می شود که دو مولکول به طور نزدیک بر روی سطح قرار گیرند که خواص میسل های سورفکتانت را به شدت تغییر داده و اثر ضخیم شدن را به دست می آورد.

2. طبقه بندی ضخیم کننده ها

2.1 SAA غیر یونیک 

2.1.1 نمک غیر آلی

کلرید سدیم، کلرید پتاسیم، کلرید آمونیوم، کلرید مونو اتانول آمین، کلرید دی اتانول آمین، سولفات سدیم، فسفات سدیم، دی سدیم فسفات و پنتا سدیم تری فسفات و غیره.

2.1.2 الکل های چرب و اسیدهای چرب

الکل لوریل، الکل میریستیل، الکل C12-15، الکل C12-16، الکل دسیل، الکل هگزیل، الکل اکتیل، الکل ستیل، الکل استئاریل، بههنیل الکل، اسید لوریک، اسید C18-36، اسید لینولئیک اسید، اسید لینولئیک اسید ، اسید استئاریک، اسید بهنیک و غیره

2.1.3 آلکانولامیدها

کوکو دی اتانول آمید، کوکو مونو اتانول آمید، کوکو مونوایزوپروپانول آمید، کوکامید، دی اتانول آمید لوروئیل-لینولئویل، دی اتانول آمید لوروئیل-میریستوئل، دی اتانول آمید ایزوستئاریل، دی اتانول آمید لینولئیک، مولد دی اتانولامید، دی اتانولامید هل اتانول آمید، مونو اتانول آمید روغن کرچک، دی اتانول آمید کنجد، دی اتانول آمید سویا، استئاریل دی اتانول آمید، استئارین مونو اتانول آمید، استئاریل مونو اتانول آمید استئارات، استارامید، مونو اتانول آمید پیه، دی اتانول آمید جوانه گندم، PEG (پلی اتیلن گلیکول)-3 لورامید، PEG-4 اولامید، PEG-50 پیه آمید و غیره.

2.1.4 اترها

ستیل پلی اکسی اتیلن (3) اتر، ایزوستیل پلی اکسی اتیلن (10) اتر، لوریل پلی اکسی اتیلن (3) اتر، لوریل پلی اکسی اتیلن (10) اتر، پولوکسامر-n (اتوکسیله پلی اکسی پروپیلن اتر) (n=105، 124، 124، 38، 37 ، 407) و غیره

2.1.5 استرها

PEG-80 گلیسریل استر پیه، PEC-8PPG (پلی پروپیلن گلیکول)-3 دی ایزو استئارات، PEG-200 گلیسریل پالمیتات هیدروژنه، PEG-n (n=6، 8، 12) موم زنبور عسل، ایزواستئارات PEG-4، PEG-n (n= 3، 4، 8، 150) دی استئارات، PEG-18 گلیسریل اولئات/کوکوات، PEG-8 دیولات، PEG-200 گلیسریل استئارات، PEG-n (n=28، 200) کره شی گلیسیریل، روغن کرچک هیدروژنه PEG-7، روغن جوجوبا PEG-40، PEG-2 Laurate، PEG-120 متیل گلوکز دیولات، PEG-150 پنتا اریتریتول استئارات، PEG-55 پروپیلن گلیکول اولئات، PEG-160 سوربیتان تری ایزواستئارات، PEG-n (n=8، 75) استئارات، کوپلیمر PEG-150/Decyl/SMDI (پلی اتیلن گلیکول-150/دسیل/متااکریلات کوپلیمر)، کوپلیمر PEG-150/Stearyl/SMDI، PEG-90. ایزواستئارات، PEG-8PPG-3 دیلاورات، Cetyl18 Palitate، Cetyl Myristate. -36 اتیلن گلیکول اسید، پنتا اریتریتول استئارات، پنتا اریتریتول بهنات، پروپیلن گلیکول استئارات، بهنیل استر، ستیل استر، گلیسریل تریبهنات، گلیسریل تری هیدروکسی استئارات و غیره.

2.1.6 آمین اکسید

میریستیل آمین اکسید، ایزواستئاریل آمینوپروپیل آمین اکسید، روغن نارگیل آمینوپروپیل آمین اکسید، جوانه گندم آمینوپروپیل آمین اکسید، آمینوپروپیل آمین اکسید سویا، اکسید لوریل آمین PEG-3 و غیره.

2.2 SAA جنسیت

ستیل بتائین، کوکو آمینو سولفوبتائین و غیره.

2.3 SAA آنیونی

اولئات پتاسیم، استئارات پتاسیم و غیره

2.4 پلیمرهای محلول در آب

2.4.1 سلولز

سلولز، صمغ سلولز، کربوکسی متیل هیدروکسی اتیل سلولز، ستیل هیدروکسی اتیل سلولز، اتیل سلولز، هیدروکسی اتیل سلولز، هیدروکسی پروپیل سلولز، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز، فرمازان پایه سلولز، کربوکسی متیل سلولز و غیره.

2.4.2 پلی اکسی اتیلن

PEG-n (n=5M، 9M، 23M، 45M، 90M، 160M) و غیره

2.4.3 اسید پلی اکریلیک

اکریلاتها/C10-30 آلکیل اکریلات متقاطع، اکریلاتها/سیستیل اتوکسی(20) کوپلیمر ایتاکنات، اکریلاتها/سیستیل اتوکسی(20) کوپلیمر متیل آکریلات، اکریلاتها/تترادسیل اتوکسی(25) اکریل اکریلات(25) اتوکسی (25) اکریلات اکریلات (25) اکریلات اکریلات (25) اکریلات اکریلاتها کوپلیمر، کوپلیمر اکریلات/اکتادکان اتوکسی(20) متاکریلات، کوپلیمر آکریلات/اکاریل اتوکسی(50)، کوپلیمر آکریلات، کراس پلیمر آکریلات/VA، PAA (اسید پلی اکریلیک)، اکریلات سدیم/ وینیل ایزودکانوات پلیمر پیوندی متقاطع، پلیمر کربولیک اسید کربولیک و غیره . 

2.4.4 لاستیک طبیعی و محصولات اصلاح شده آن

اسید آلژینیک و نمک های آن (آمونیم، کلسیم، پتاسیم)، پکتین، هیالورونات سدیم، صمغ گوار، صمغ گوار کاتیونی، صمغ گوار هیدروکسی پروپیل، صمغ کتیرا، کاراگینان و نمک آن (کلسیم، سدیم)، صمغ زانتانین و غیره.

2.4.5 پلیمرهای معدنی و محصولات اصلاح شده آنها

سیلیکات آلومینیوم منیزیم، سیلیکا، سیلیکا منیزیم، سیلیس هیدراته، مونتموریلونیت، سدیم لیتیوم منیزیم سیلیکات، هکتوریت، استئاریل آمونیوم مونتموریلونیت، استئاریل آمونیوم هکتوریت، نمک کواترنری آمونیوم مونتمورنیوم 1، مونتمورنیوم، مونتمورنیوم -18 هکتار و غیره .

2.4.6 سایرین

پلیمر متقاطع دکادین PVM/MA (پلیمر متقاطع پلی وینیل متیل اتر/متیل آکریلات و دکادین)، PVP (پلی وینیل پیرولیدون) و غیره.

2.5 سورفکتانت ها 

2.5.1 آلکانولامیدها

متداول ترین مورد استفاده دی اتانول آمید نارگیل است. آلکانولامیدها برای ضخیم شدن با الکترولیت ها سازگار هستند و بهترین نتیجه را می دهند. آلکانولامیدها

مکانیسم ضخیم شدن برهمکنش با میسل های سورفکتانت آنیونی برای تشکیل یک مایع غیر نیوتنی است. آلکانولامیدهای مختلف تفاوت های زیادی در عملکرد دارند و اثرات آنها نیز در صورت استفاده به تنهایی یا ترکیبی متفاوت است. برخی از مقالات خواص غلیظ کننده و کف کننده آلکانولامیدهای مختلف را گزارش می کنند. اخیراً گزارش شده است که آلکانولامیدها وقتی به مواد آرایشی تبدیل می شوند، خطر بالقوه تولید نیتروزامین های سرطان زا را دارند. از جمله ناخالصی های آلکانول آمیدها، آمین های آزاد هستند که منابع بالقوه نیتروزامین ها هستند. در حال حاضر هیچ نظر رسمی از صنعت مراقبت شخصی در مورد ممنوعیت آلکانولامیدها در لوازم آرایشی وجود ندارد.

2.5.2 اترها

در فرمولاسیون با پلی اکسی اتیلن اتر سولفات الکل چرب (AES) به عنوان ماده فعال اصلی، به طور کلی فقط نمک های معدنی می توانند برای تنظیم ویسکوزیته مناسب استفاده شوند. مطالعات نشان داده اند که این به دلیل وجود اتوکسیلات های الکل چرب غیر سولفاته در AES است که به ضخیم شدن محلول سورفکتانت کمک می کند. تحقیقات عمیق نشان داد که: میانگین درجه اتوکسیلاسیون حدود 3EO یا 10EO است تا بهترین نقش را ایفا کند. علاوه بر این، اثر غلیظ کننده اتوکسیلات های الکل چرب ارتباط زیادی با عرض توزیع الکل های واکنش نداده و همولوگ های موجود در محصولات آنها دارد. هنگامی که توزیع همولوگ ها گسترده تر باشد، اثر ضخیم شدن محصول ضعیف است و هرچه توزیع همولوگ ها باریک تر باشد، اثر ضخیم شدن بیشتری را می توان به دست آورد.

2.5.3 استرها

متداول ترین ضخیم کننده های مورد استفاده، استرها هستند. اخیراً دی ایزو استئارات PEG-8PPG-3، دی ایزواستئارات PEG-90 و دیلاورات PEG-8PPG-3 در خارج از کشور گزارش شده است. این نوع ضخیم کننده متعلق به غلیظ کننده غیر یونی است که عمدتاً در سیستم محلول آبی سورفاکتانت استفاده می شود. این قوام دهنده ها به راحتی هیدرولیز نمی شوند و دارای ویسکوزیته پایدار در محدوده وسیعی از pH و دما هستند. در حال حاضر رایج ترین مورد استفاده دی استئارات PEG-150 است. استرهایی که به عنوان غلیظ کننده استفاده می شوند عموماً دارای وزن مولکولی نسبتاً زیادی هستند، بنابراین دارای برخی از خواص ترکیبات پلیمری هستند. مکانیسم ضخیم شدن به دلیل تشکیل یک شبکه هیدراتاسیون سه بعدی در فاز آبی است که در نتیجه میسل های سورفکتانت را در خود جای می دهد. چنین ترکیباتی علاوه بر استفاده به عنوان غلیظ کننده در لوازم آرایشی، به عنوان نرم کننده و مرطوب کننده عمل می کنند.

2.5.4 اکسیدهای آمین

آمین اکساید نوعی سورفکتانت غیر یونی قطبی است که مشخصه آن این است: در محلول آبی به دلیل اختلاف مقدار pH محلول، خواص غیر یونی از خود نشان می دهد و همچنین می تواند خواص یونی قوی نشان دهد. در شرایط خنثی یا قلیایی، یعنی زمانی که PH بیشتر یا مساوی 7 است، آمین اکسید به صورت یک هیدرات غیریونیزه در محلول آبی وجود دارد که غیریونی بودن را نشان می دهد. در محلول اسیدی کاتیونی ضعیفی از خود نشان می دهد. هنگامی که PH محلول کمتر از 3 باشد، کاتیونیته آمین اکسید به ویژه مشهود است، بنابراین می تواند با سورفکتانت های کاتیونی، آنیونی، غیر یونی و زویتریونی در شرایط مختلف به خوبی کار کند. سازگاری خوب و اثر هم افزایی را نشان می دهد. آمین اکسید یک غلیظ کننده موثر است. هنگامی که pH 6.4-7.5 است، آلکیل دی متیل آمین اکسید می تواند ویسکوزیته ترکیب را به 13.5Pa.s-18Pa.s برساند، در حالی که آلکیل آمیدوپروپیل دی متیل اکسید آمین ها می توانند ویسکوزیته ترکیب را تا 34Pa.s-49Pa.s ایجاد کنند. و افزودن نمک به دومی باعث کاهش ویسکوزیته نمی شود.

2.5.5 سایرین

تعداد کمی از بتائین ها و صابون ها نیز می توانند به عنوان غلیظ کننده استفاده شوند (جدول 1 را ببینید). مکانیسم ضخیم شدن آنها شبیه به مولکول های کوچک دیگر است و همه آنها با تعامل با میسل های فعال سطحی به اثر ضخیم شدن دست می یابند. صابون ها را می توان برای ضخیم شدن در لوازم آرایشی استیک استفاده کرد و بتائین عمدتاً در سیستم های آب سورفکتانت استفاده می شود.

2.6 ضخیم کننده پلیمری محلول در آب

سیستم های ضخیم شده با بسیاری از ضخیم کننده های پلیمری تحت تأثیر pH محلول یا غلظت الکترولیت قرار نمی گیرند. علاوه بر این، ضخیم کننده های پلیمری به مقدار کمتری برای دستیابی به ویسکوزیته مورد نیاز نیاز دارند. به عنوان مثال، یک محصول به یک غلیظ کننده سورفکتانت مانند دی اتانول آمید روغن نارگیل با کسر جرمی 3.0٪ نیاز دارد. برای دستیابی به همین اثر، فقط فیبر 0.5٪ از پلیمر ساده کافی است. بیشتر ترکیبات پلیمری محلول در آب نه تنها به عنوان غلیظ کننده در صنعت آرایشی و بهداشتی استفاده می شود، بلکه به عنوان عامل تعلیق، پخش کننده و عامل حالت دهنده نیز استفاده می شود.

2.6.1 اتر سلولزی

اتر سلولزی یک غلیظ کننده بسیار موثر در سیستم های مبتنی بر آب است و به طور گسترده در زمینه های مختلف لوازم آرایشی و بهداشتی استفاده می شود. سلولز یک ماده آلی طبیعی است که دارای واحدهای گلوکزید مکرر است و هر واحد گلوکزید دارای 3 گروه هیدروکسیل است که از طریق آنها مشتقات مختلفی می توان تشکیل داد. ضخیم کننده های سلولزی از طریق زنجیره های بلند هیدراتاسیون متورم ضخیم می شوند و سیستم ضخیم شده با سلولز مورفولوژی رئولوژیکی شبه پلاستیک آشکاری را نشان می دهد. کسر جرم عمومی استفاده حدود 1٪ است.

2.6.2 اسید پلی اکریلیک

از زمانی که کودریچ Carbomer934 را در سال 1953 وارد بازار کرد، 40 سال می گذرد و اکنون انتخاب های بیشتری برای این سری از قوام دهنده ها وجود دارد (جدول 1 را ببینید). دو مکانیسم ضخیم کننده ضخیم کننده های پلی اکریلیک اسید وجود دارد که عبارتند از ضخیم شدن خنثی سازی و ضخیم شدن پیوند هیدروژنی. خنثی سازی و ضخیم شدن برای خنثی کردن غلیظ کننده اسید پلی اکریلیک اسیدی برای یونیزه کردن مولکول های آن و تولید بارهای منفی در طول زنجیره اصلی پلیمر است. دافعه بین بارهای همجنس باعث می شود که مولکول ها صاف و باز شوند تا شبکه ای تشکیل شود. ساختار به اثر ضخیم شدن دست می یابد. ضخیم شدن پیوند هیدروژنی به این صورت است که غلیظ کننده پلی اکریلیک اسید ابتدا با آب ترکیب می شود تا یک مولکول هیدراتاسیون ایجاد کند و سپس با یک دهنده هیدروکسیل با کسر جرمی 10٪ -20٪ (مانند داشتن 5 یا بیشتر گروه اتوکسی) غیر یونی ترکیب می شود. سورفکتانت‌ها) برای باز کردن مولکول‌های فرفری در سیستم آبی ترکیب می‌شوند تا ساختار شبکه‌ای را برای دستیابی به اثر ضخیم کنندگی تشکیل دهند. مقادیر مختلف pH، خنثی کننده های مختلف و وجود نمک های محلول تأثیر زیادی بر ویسکوزیته سیستم ضخیم کننده دارند. هنگامی که مقدار pH کمتر از 5 باشد، ویسکوزیته با افزایش مقدار pH افزایش می یابد. هنگامی که مقدار pH 5-10 است، ویسکوزیته تقریباً بدون تغییر است. اما با ادامه افزایش مقدار pH، راندمان ضخیم شدن دوباره کاهش می یابد. یون‌های تک ظرفیتی تنها بازده ضخیم شدن سیستم را کاهش می‌دهند، در حالی که یون‌های دو ظرفیتی یا سه ظرفیتی نه تنها می‌توانند سیستم را نازک کنند، بلکه در صورت کافی بودن محتوا، رسوبات نامحلول تولید می‌کنند.

2.6.3 لاستیک طبیعی و محصولات اصلاح شده آن

لاستیک طبیعی عمدتاً شامل کلاژن و پلی ساکاریدها است، اما صمغ طبیعی که به عنوان غلیظ کننده استفاده می شود عمدتاً پلی ساکارید است (جدول 1 را ببینید). مکانیسم ضخیم شدن تشکیل یک ساختار شبکه هیدراتاسیون سه بعدی از طریق تعامل سه گروه هیدروکسیل در واحد پلی ساکارید با مولکول های آب است تا به اثر ضخیم شدن دست یابد. اشکال رئولوژیکی محلول های آبی آنها بیشتر سیالات غیر نیوتنی است، اما خواص رئولوژیکی برخی از محلول های رقیق نزدیک به سیالات نیوتنی است. اثر ضخیم شدن آنها به طور کلی به مقدار pH، دما، غلظت و وجود سایر املاح در سیستم مربوط می شود. این یک ضخیم کننده بسیار موثر است و دوز عمومی 0.1٪ -1.0٪ است.

2.6.4 پلیمرهای معدنی و محصولات اصلاح شده آنها

ضخیم‌کننده‌های پلیمری معدنی معمولاً دارای ساختار سه لایه یا ساختار شبکه‌ای منبسط شده هستند. دو نوع مفید تجاری مونتموریلونیت و هکتوریت هستند. مکانیسم ضخیم شدن به این صورت است که وقتی پلیمر معدنی در آب پراکنده می شود، یون های فلزی موجود در آن از ویفر پخش می شود، با ادامه هیدراتاسیون، متورم می شود و در نهایت کریستال های لایه ای کاملاً از هم جدا می شوند و در نتیجه ساختار لایه ای آنیونی تشکیل می شود. کریستال ها و یون های فلزی در یک سوسپانسیون کلوئیدی شفاف. در این حالت، لاملا دارای بار سطحی منفی است و گوشه های آن به دلیل صفحات شکست شبکه باردار می شوند.