Modyfikatory reologii istotny parametr wyrobów kosmetycznych Dr inż. Magdalena Sikora, Technologia Produktów Zapachowych i Surowców Kosmetycznych, Politechnika Łódzka Konsystencja, obok barwy i zapachu, stanowi jeden z wa niejszych elementów charakteryzuj cych wyroby kosmetyczne. Naj atwiej obserwowanym przejawem reologii wi kszo ci preparatów tego segmentu jest ich lepko. Czynnik ten stanowi wymierny wyznacznik ich trwa o ci oraz istotny element pro luj cy form wyrobów, a przez odbiorców cz sto jest postrzegany jako istotny ich wyró nik. W przypadku wielu kosmetyków, w szczególno ci za szamponów czy preparatów do mycia cia a, g sty produkt niejednokrotnie odbierany jest jako wyrób bogatszy w substancje aktywne, wy szej jako ci, bardziej skuteczny, generalnie lepszy. Podstawow grup sk adników mody - kuj cych lepko wyrobów kosmetycznych jak równie zapewniaj cych im okre lone walory u ytkowe oraz stabilno stanowi rodki zag szczaj ce. Do grupy tej najcz ciej zaliczane s surowce o du ej masie cz steczkowej dochodz cej nawet do kilku milionów, które rozpuszczaj si lub dysperguj w zimnej wodzie. St d te nie dziwi fakt, i istotnym parametrem charakteryzuj cym te zwi zki jest w a nie ich rozpuszczalno. Własności hydrokoloidów W wodzie surowce te, cz sto okre lane mianem hydrokoloidów mog ulega hydratacji i p cznieniu, tworz c roztwory koloidalne tzw. hydrozole. Dzi ki du ym rozmiarom, specy cznej strukturze oraz zdolno ci do tworzenia wi za wodorowych w systemach wodnych, wp ywaj one na ograniczenie mobilno ci cz steczek uk adów do których s wprowadzane, co w konsekwencji prowadzi do zmniejszenia ich p ynno ci. Wszystko to przek ada si z kolei na wzrost lepko ci preparatu. Warto tego parametru stanowi wymierny element zdolno ci zag szczaj cych i jest charakterystyczna dla danego surowca. W du ej mierze zale y ona jednak tak e od takich czynników jak st enie sk adnika, ph roztworu czy obecno innych komponentów receptury np. elektrolitów. Hydrokoloidy znajduj ca y szereg zastosowa w wyrobach kosmetycznych. Ich wykorzystanie uwarunkowane jest poprzez specy czne dla danego zwi zku cechy zyko-chemiczne, które umo liwiaj pe nienie okre lonych funkcji w preparacie. Spo ród charakteryzuj cych je parametrów mo na wyró ni w a ciwo ci funkcjonalne pierwszo- i drugorz dowe. Astragalus gummifer Źródło:www.wildflowers.co.psd Do najwa niejszych w a ciwo ci u ytkowych hydrokoloidów zaliczamy: zdolno zag szczania, elowania i stabilizowania uk adu, w którym s stosowane. Do ich drugorz dowych cech nale natomiast: zdolno do tworzenia warstw okluzyjnych, zapobieganie procesom krystalizacji, mo liwo trwa ego dyspergowania sta ych sk adników receptury np. pigmentów per- owych. Surowce te znajduj tak e zastosowanie jako lepiszcza, rodki wi ce wod czy tez uk ady zabezpieczaj ce preparat przed wysychaniem. W tym segmencie wykorzystywane s zarówno zwi zki pochodzenia naturalnego jak i uk ady syntetyczne. Mo na tu równie wyró ni komponenty pozyskiwane na bazie naturalnych sk adników mody kowanych na drodze chemicznej. Ze wzgl du na dynamicznie rozwijaj cy si segment kosmetyków ekologicznych bardzo wa n grup modyfikatorów reologii stanowi surowce pochodzenia naturalnego. W wyrobach kosmetycznych zwi zki tej grupy cenione s zarówno ze wzgl du na walory ekologiczne jak i efektywno dzia ania. Bardzo cz sto ju w niewielkich st eniach zapewniaj one bowiem odpowiedni efekt funkcjonalny. Ich wad jest natomiast to, e kolejne partie surowców pozyskiwane nawet z tego samego ród a, podobnie jak w przypadku wszystkich produktów naturalnych, mog si mi dzy sob ró ni, co nie pozostaje oboj tne dla recepturowanego wyrobu i cz sto wymaga jego bie cej korekty. Uk adami naturalnymi o w a ciwo ciach hydrokoloidów s ró norodne substancje cz sto okre lane mianem gum. Z regu y s to produkty przemiany materii ro lin b d uk ady powstaj ce w nich pod wp ywem ró norodnych bod ców zewn trznych np. biologicznych czy te mechanicznych. 26 Przemysł Kosmetyczny 1/2010
Ceratonia Siliqua Źródło: www.sci.muni.psd Guma guar Do wa nych rodków zag szczaj cych tego segmentu, ch tnie wykorzystywanych w kosmetyce zaliczamy gum guar (INCI - Cyamopsis tetragonoloba (Guar Gum), polisacharyd pozyskiwany z nasion uprawianej od wieków w Pakistanie i Indiach podobnej do soi ro liny Cyamopsis tetragonolobus L. Zwi zek ten zbudowany jest z cz steczek mannozy i galaktozy wyst puj cych w stosunku molowym 2:1. Pod wzgl dem zycznym jest to bia y proszek dobrze rozpuszczalny, zarówno w zimnej jak i ciep ej wodzie. 1% roztwór tego surowca tworzy oboj tny, stabilny w zakresie ph 3-11 roztwór koloidalny, który po dodaniu 0,05% boraksu przekszta ca si w el. Szybko rozpuszczania oraz lepko roztworów na bazie gumy guar zale y w du ej mierze od stopnia rozdrobnienia surowca. W przemy le kosmetycznym wykorzystuje si tak e produkty mody kacji gumy guar m in. pochodne hydroksypropylowe (INCI - Hydroxypropyl Guar) czy te ich czwartorz dowe sole amoniowe (INCI - Hydoxypropyltrimonium Chloride GHPT). Przy ich pomocy mo na recepturowa preparaty kosmetyczne w postaci klarownych eli. Wa n zalet tych surowców jest du a stabilno ich wodnych roztworów w szerokim zakresie ph 5-11. Guma karob Podobnym pod wzgl dem strukturalnym do poprzedniego surowcem jest guma karob (INCI Ceratonia Siliqua Gum), znana tak e jako guma drzewa wi toja skiego. Sk adnik ten otrzymywany jest z bielma nasion uprawianej w basenie Morza ródziemnego ro liny Ceratonia siliqua. Pod wzgl dem chemicznym jest to wielocukier o masie cz steczkowej wynosz cej oko o 310000, charakteryzuj cy si a cuchem zbudowanym z powtarzaj cych si cz stek mannozy, w którym pojawiaj si krótkie rozga zienia zawieraj ce jako jednostk strukturaln galaktoz. Ceratonia Siliqua Guma karob po ogrzaniu w wodzie tworzy lepkie roztwory o charakterze pseudoplastycznym, niewykazuj ce granicy odkszta calno ci, których lepko zwi ksza si podczas ozi biania uk adu. Przy wysokich szybko ciach cinania jej cz steczka mo e jednak ulec nieodwracalnej degradacji, prowadz cej w konsekwencji do obni enia lepko ci uk adu, w którym jest stosowana. Jest to zwi zek kompatybilny z wieloma hydrokoloidami, stabilny w szerokim zakresie ph (3,5-10). I cho sam nie ma w a ciwo ci eluj cych, to jednak stosowany z innymi sk adnikami np. w obecno ci jonów boranowych b d ogrzewany z gum ksantanow w stosunku 1:1, ulega elowaniu. Guma tragakantowa Do grupy naturalnych rodków zag szczaj cych zaliczamy tak e zestalon wydzielin wytwarzan w wyniku uszkodzenia cz ci ro lin gatunków Astragalus gummifer rosn cych m in. w Azji Ma ej, znan jako guma tragakantowa ( INCI - Astragalus gummifer Gum). Strukturalnie jest to polisacharyd o wysokiej, przekraczaj cej 1000000 masie cz steczkowej i rozga zionym a cuchu, w sk ad którego wchodz fragmenty kwasu glukuronowego i arabinozy. W wodzie zapewnia on roztwory koloidalne b d zole o du ej lepko ci, prawdopodobnie najwy szej spo ród naturalnych hydrokoloidów. W st eniu 5% w podwy szonej temperaturze lub rodowisku kwa nym o ph 5-6, tworzy stabilne ele, które nie zmieniaj swojej lepko ci przy obni aniu jego warto ci do ph 2. Jej spadek mo e spowodowa natomiast dodatek rozpuszczalników mieszaj cych si z wod, mi dzy innymi etanolu. W kosmetyce guma tragakantowa znajduje zastosowanie jako rodek zawieszaj cy cia a sta e, a tak e wa ny sk adnik konsystencjo-twórczy uk adów emulsyjnych. Jako substancja wi ca wod i zag szczaj ca wykorzystywana jest tak e w pastach do z bów. Guma arabska Kolejnym surowcem, który znalaz zastosowanie w preparatach kosmetycznych jest guma arabska. Jest to wydzielina, któr pozyskuje si w wyniku mechanicznego skaleczenia rosn cych w Sudanie, Senegalu, Indiach i Australii drzew z rodzaju Acacia. Stanowi j mieszanina ró norodnych soli (wapniowych, magnezowych, potasowych) kwasu arabowego, w sk ad cz steczki którego wchodz jednostki strukturalne galaktozy, ramnozy, arabinozy i kwasu glukuronowego. Jest to surowiec o bardzo zró nicowanej masie cz steczkowej wahaj cej si w granicach od 260000 do 1160000. 1/2010 Przemysł Kosmetyczny 27
Guma ta dobrze rozpuszcza si w wodzie, a tak e glicerynie i glikolu propylenowym. Jej zole charakteryzuj si du lepko ci, która osi ga najwy sz warto przy ph 6-8. Znajduje ona zastosowanie jako substancja zag szczaj ca, stabilizator emulsji, a tak e no nik w procesie mikrokapsu kowania. Guma ksantanowa Powszechnie wykorzystywanym surowcem zag stników naturalnych, wp ywaj cym w sposób istotny na reologi uk adów wodnych jest guma ksantanowa (INCI - Xanthan Gum). Pod wzgl dem chemicznym jest to naturalny, wysoko-cz steczkowy polisacharyd o ci arze wynosz cym oko o 2500000, otrzymywany w trakcie aerobowego procesu fermentacji glukozy prowadzonego przy udziale bakterii Xanthomonas campestri. G ówny a cuch tego surowca ma struktur 1,4 -glukanu, w którym pojawia si rozga zienie zbudowane z jednostek mannozy i kwasu glukuronowego. Zwi zek ten rozpuszcza si zarówno w zimnej jak i gor cej wodzie, a w temperaturze 65 0 C tak e w glicerynie. Nie rozpuszcza si natomiast w innych organicznych rozpuszczalnikach i olejach ro linnych. Guma ksantanowa powoduje znaczny wzrost lepko ci roztworów nawet przy niskim st eniu, najcz ciej oscyluj cym w granicach 0,3 1%. Otrzymane uk ady s stabilne w szerokim zakresie ph od 2 do 12. Stopie uwodnienia gumy ksantanowej jest proporcjonalny do ilo ci energii u ytej przy sporz dzaniu dyspersji surowca i zwi ksza si wraz z wyd u eniem czasu mieszania zarówno jego intensywno ci jak i wzrostu temperatury wody. W celu osi gni cia optymalnych w a ciwo ci reologicznych guma ksantanowa musi we w a ciwy sposób zosta zdyspergowana w zag szczanym uk adzie. Warto zwróci uwag na fakt, i na etapie jej dodawania w wodzie nie powinny znajdowa si adne inne surowce, a w szczególno ci za rodki konserwuj ce, gdy mog one przeszkadza we w a ciwym jej uwodnieniu i osi gni ciu koloidalnej struktury. Je eli po ród sk adników receptury pojawia si gliceryna, wskazane jest wst pne zdyspergowanie gumy w tym sk adniku i dopiero wtedy wprowadzenie uzyskanej dyspersji do wody. Guma ksantanowa dobrze toleruje w uk adach recepturalnych elektrolity, kwasy, zasady. Cechuje j tak e unikalna zdolno do zag szczania gliceryny. Surowiec ten zapewnia efektywne stabilizowanie zawiesin. W uk adzie recepturalnym jest on zgodny z jedno i dwuwarto ciowymi kationami. Uk ady o wy szych warto ciach mog powodowa jego elowanie. Guma ksantanowa jest kompatybilna z wi kszo ci niejonowych i anionowych rodków zag szczaj cych. Surowiec ten zaliczany jest do hydro lowych koloidów, s u cych do zag szczania i utrwalania zawiesin, stabilizowania emulsji, jak równie innych uk adów wodnych. W zwi zku z ochronn rol jak surowiec ten pe ni w naturze jest on bardziej odporny na si y cinania, temperatur, dzia anie mikroorganizmów czy te promieni s onecznych ni inne naturalne zag stniki. Stosowany w preparatach kosmetycznych pozostawia przyjemne odczucia aplikacyjne. Z powodu swoich w a ciwo ci znajduje szerokie zastosowanie w przemy le kosmetycznym, farmaceutycznym, spo ywczym. Jest on nieodzownym sk adnikiem preparatów ekologicznych. Krzemian magnezowo- -aluminiowy Wa nym przedstawicielem naturalnych zag stników kosmetycznych jest zaliczany do glinek smektycznych krzemian magnezowo-aluminiowy (INCI Magnesium Aluminum Silicate). Surowiec ten po raz pierwszy zosta wykorzystany ponad 40 lat temu w ciek ej formule makeup-ów i od tej pory a do dnia dzisiejszego pojawia si w recepturach wielu ró norodnych wyrobów. Zainteresowanie nim jako komponentem kosmetycznym jest ci le zwi zane z jego zdolno ci do tworzenia struktur koloidalnych w wodzie i nadawania po- danych cech reologicznych emulsjom i zawiesinom wodnym. Szybko uwodnienia uk adu na bazie tej glinki w du ej mierze zale y od ilo ci dostarczonej energii. Jej przebieg mo na przyspieszy poprzez energiczne, zapewniaj ce odpowiednie si y cinaj ce, mieszanie fazy. Proces ten mo na tak e zintensy kowa, wprowadzaj c zag stnik do gor cej wody, co powoduje skrócenie czasu uwodnienia glinki. Warto równie zwróci uwag na fakt, i dyspersje glinek smektycznych s tiksotropowe, maj w a ciwo ci pseudoplastyczne. Obecno innych sk adników kosmetycznych wcze niej rozpuszczonych w wodzie, do której wprowadzany jest krzemian, w czaj c w to rodki konserwuj ce, odczynniki chelatuj ce czy inne drugorz dne dodatki, ogranicza p cznienie osmotyczne niezb dne do przebiegu jego uwodnienia, przez co zak óca ten proces. W konsekwencji mo e ona wp yn na wyd u enie czasu uwodnienia, jak równie utrudnia tworzenie po danej struktury koloidalnej uk adu. Sole, rodki powierzchniowoczynne i rozpuszczalniki mieszaj ce si z wod zwi kszaj lepko uk adów na bazie glinek smektycznych, warto granicy p ynno ci, a tak e zmniejsz tiksotropi, pozwalaj c jednocze nie na uzyskanie p ynnej dyspersji. Do uk adów na ich bazie mo na wprowadzi okre lon ilo rozpuszczalników mieszaj cych si z wod, która wynosi: 20% alkoholu etylowego, 30% glikolu propylowego, 50% gliceryny. Nadmiar sk adników rozpuszczalnych w wodzie mo e destabilizowa produkt. Magnesium Aluminum Silicate Krzemian magnezowo-aluminiowy zaliczany jest do efektywnych stabilizatorów zawiesin, które charakteryzuje przyjazny skórze odczyn kwa ny ( ~ 4,7). Mo e by on jednak u ywany w produktach o szerokim zakresie ph od 2 do 13. Niewielkie ilo ci tego surowca, oscyluj ce w granicach 1%, stabilizuj emulsje O/W, zawieraj ce anionowe i niejonowe rodki powierzchniowo czynne, z ró norodnymi olejami, t uszczami i woskami. Przy jego pomocy mo na uzyska stabilne uk ady o ró nej lepko ci oraz dobrych odczuciach aplikacyjnych na skórze. Kosmetyki na jego bazie dobrze rozprowadzaj si po stosowanych powierzchniach w postaci jednolitego, równomiernego lmu oraz zapewniaj skórze przyjemny, jedwabisty dotyk. Krzemian magnezowo-aluminiowy szczególnie polecany jest do recepturowania kosmetyków o bia ym zabarwieniu. Ch tnie wykorzystywany jest jednak tak e w wyrobach do makija u, gdy jest czynni- 28 Przemysł Kosmetyczny 1/2010
kiem zawieszaj cym w uk adzie recepturalnym pigmenty. Co istotne stabilizacja fazy rozproszonej przy jego udziale jest mo liwa nawet w wyrobach o ma ej lepko ci, dla których wa na jest zdolno p yni cia. Bentonity i hektoryty Do grup naturalnych zag stników zaliczane s tak e takie surowce jak: glinki bentonitowe czy hektoryty. Bentonite-Powder-Alkabond Bentonit (INCI Bentonite) pod wzgl dem chemicznym to krzemian glinu zawieraj cy ladowe domieszki Fe, Ca i Mg. Jego 2% roztwór ma alkaliczny odczyn o ph mieszcz cym si w granicach od 9 do 11. Coraz cz ciej w ofercie surowcowej mo na jednak spotka mody kowane bentonity o ph zbli onym do odczynu ludzkiej skóry. Uk ady te cechuj si du zdolno ci do ch oni cia wody i p cznienia. Wykorzystywane s one jako zag stniki w emulsjach. W po czeniu z innymi surowcami tego segmentu, mi dzy innymi pochodnymi gumy celulozowej np. CMC, mog tworzy nieprzezroczyste ele. Bentonite Hektoryty (INCI Hectorite) dzi ki mniejszej zawarto ci tlenków elaza maj ja niejszy kolor. Glinki te s stabilne w zakresie ph 6-11, kompatybilne z elektrolitami. Surowce tego segmentu s wyj tkowo skuteczne w procesie zat - ania roztworów wodnych. Ich dodatek do preparatu kosmetycznego nadaje mu przyjemne odczucie aplikacyjne, takie jak jedwabisto dotyku. Ró norodne produkty modyfikacji hektorytów charakteryzuj si wysok skuteczno ci w zag szczaniu i elowaniu roztworów organicznych. Odpowiednio dobrane stanowi efektywne rodki reologiczne zarówno dla materia ów o redniej polarno ci, takich jak: oleje mineralne, ro linne czy cyklometikony jak i wysokiej polarno ci typu estrów, triglicerydów, alkoholi czy ketonów. Zapewniaj one homogeniczno uk adu w procesie topienia i studzenia, zapobiegaj wypacaniu si sk adników oleistych., zwi kszaj wydajno produkcji. Wykorzystane w produktach kosmetycznych typu pomadek do ust, antyperspirantów czy tuszów do rz s nadaj im dodatkowe po dane cechy u ytkowe. Polepszaj one mi dzy innymi ich zdolno do tworzenia lmu okluzyjnego oraz zapewniaj wodoodporno wyrobu. Kwasy alginowe i karageny Spo ród naturalnych mody katorów reologii uk adów kosmetycznych nie mo na pomin surowców pochodz cych ze wiata morskiego, takich jak kwasy alginowe czy karageny, których g ówne ród o pozyskiwania stanowi wodorosty. Kwasy alginowe otrzymuje si na drodze ekstrakcji morskich alg brunatnych (Phaeophyceae). Surowce tego segmentu zawieraj w cz steczce powtarzaj ce si fragmenty kwasu mannurowego i guluronowego. Ich ci ar cz steczkowy oscyluje w granicach 240000. Poniewa komponenty te zaliczane s do uk adów nie rozpuszczalnych w wodzie, w recepturach preparatów kosmetycznych najcz ciej wykorzystywane s w postaci soli tzw. alginianów. Dzia anie tych zwi zków w du ym stopniu zale y od rodzaju i st enia wyst puj cych kationów, warto ci ph oraz ich sk adu. Ich cech charakterystyczn jest zdolno do tworzenia, w obecno- ci kationów wapniowych, sztywnych eli. Wy sza zawarto kwasu guluronowego w cz steczce u atwia elowanie, jednak otrzymane ele s kruche. Wi ksza ilo cz steczek kwasu mannuronowego sprzyja natomiast powstawaniu eli elastycznych. Alginiany s tak e doskona ymi substancjami lmotwórczymi. Drugi z wymienionych uk adów pochodzenia morskiego stanowi karageny, które pozyskuje si z czerwonych wodorostów morskich (Rhodophyceae). Pod wzgl dem chemicznym ich a cuchy zbudowane s z u o onych naprzemiennie cz steczek alfa i beta D-galaktopiranozy. W ród tej grupy hydrokoloidów wyró nia si wiele frakcji, z których najcz ciej spotykane s kappa, jota i lambda. Dwa pierwsze uk ady rozpuszczaj si w gor cej wodzie (60-75 C), tworz c lepkie roztwory, które po och odzeniu ulegaj elowaniu. Karagen kappa w obecno ci jonów potasu zapewnia twarde, kruche, lekko opalizuj ce ele, które atwo ulegaj synerezie. Ich twardo zwi ksza si wraz ze wzrostem ich st enia. Uk ad jota pod wp ywem jonów wapnia zapewnia elastyczne ele, które s stabilne zarówno w procesie zamra ania jak i rozmra ania. Ich twardo, podobnie jak poprzednio, zale y od ilo ci jonów metalu. Elastyczno eli mo na poprawi poprzez dodatek gumy karob. Obecno w recepturze etanolu mo e prowadzi natomiast do wytr cania alginianów. Hectorite Zarówno alginiany jak i karagen znajduj zastosowanie w ró norodnych formulacjach: kremach, szamponach, maskach, cieniach itp. Skrobia i celuloza Jako sk adniki wyrobów powszechnego u ytku zastosowanie znalaz y równie skrobia i celuloza. Ich mody kacje chemiczne dostarczaj produktów o szerokiej gamie w asno ci. Skrobia jest naturalnym polimerem zbudowanym w 20% z amylozy, frakcji rozpuszczalnej w wodzie oraz w 80% z nierozpuszczaj cej si amylopektyny, których podstawow jednostk strukturaln stanowi glukoza. Surowiec ten jest nierozpuszczalny w zimnej wodzie, dodany do ciep ej p cznieje, w gor cej za tworzy uk ady koloidalne, które na zimno eluj. 1/2010 Przemysł Kosmetyczny 29
Warto zwróci uwag na fakt, i jest to uk ad szeroko rozpowszechniony w wiecie ro linnym. Wyst puje on mi dzy innymi w ry u, ziarnach zbó, ziemniakach, nasionach ro lin str czkowych, korzeniach tapioki. Skrobie pozyskiwane z ró nych róde z powodu ró nic w kszta cie i wielko ci cz steczek wykazuj odmienne w a ciwo ci. I tak np. wyizolowane z ry u s ma e i sferyczne. Cechuje je du a tendencja do zbrylania si. Skrobie, zbo owa i z tapioki, maj natomiast wi ksze rednice i s atwiejsze w recepturowaniu. W kosmetyce znalaz y zastosowanie równie jej pochodne, które zapewniaj preparatom dobre w a ciwo ci aplikacyjne. Mo na je wykorzysta w recepturach wyrobów o niskim ph, a tak e agodnych rodkach do piel gnacji cia a i w osów. Arcacia Dost pny jest np. surowiec rozpuszczalny w wodzie, który pozyskiwany jest poprzez ogrzewanie ziaren skrobi do momentu, kiedy zostan zniszczone wi zania wodorowe pomi dzy cz steczkami amylozy i amylopektyny, cz ciami sk adowymi naturalnego polimeru. Ta forma jest preferowana jako mody kator reologii oraz stabilizator emulsji. Zastosowana w preparatach zatrzymuje na powierzchni wilgo, dzi ki czemu dostarcza g adkiego i kondycjonuj cego odczucia w stosunku do skóry i w osów. Pojawia si tak e tzw. skrobia granulowana, któr otrzymuje si bez rozrywania wi za wodorowych. Ta forma zapewnia równie odpowiedni piel gnacj skórze, gdy jest pomocna w jej nat uszczeniu i utrzymaniu wilgoci. Kolejn wa n grup rodków zag szczaj cych stanowi zbli ona strukturalnie do skrobi celuloza oraz jej pochodne. Surowiec wyj ciowy jest nierozpuszczalny w wodzie. W kosmetyce wykorzystuje si tzw. celuloz mikrokrystaliczn, otrzymywan w wyniku jego cz ciowej hydrolizy, która ma zdolno tworzenia eli. Znajduje ona zastosowanie jako stabilizator emulsji, a tak e efektywny czynnik wi cy, który zapobiega rozdzielaniu si sta ych i ciek ych sk adników receptury. Ostatnia z wymienionych w a ciwo ci powoduje, e uk ad ten jest wykorzystywany w pastach do z bów, pudrach, maseczkach. Najcz ciej jednak w kosmetyce wykorzystywane s analogi celulozy otrzymywane na drodze jej mody kacji chemicznej. Nale do nich: metylo, etylo, hydroksyetylo, hydroksypropylo, karboksymetylo, metylohydroksypropylo pochodne tego uk adu. Ka da z wymienionych grup w ró ny sposób wp ywa na w asno ci, a zatem tak e na w a ciwo ci reologiczne syntetyzowanych zwi zków. Do najcz ciej pojawiaj cych si w recepturach uk adów nale karboksymetyloceluloza (CMC), hydroksyetyloceluloza (HEC) oraz metyloceluloza (MC) i etyloceluloza (EC). Karboksymetyloceluloza najcz ciej wykorzystywana jest w postaci soli sodowej. Pod wzgl dem zycznym jest to bia y proszek, który w kontakcie z wod p cznieje i tworzy kleiste hydrokoloidy, stosowane jako systemy ochronne w emulsjach O/W. Wykorzystywana jest ona równie jako rodek zag szczaj cy, a tak e emulgator oraz rodek zapobiegaj cy zbrylaniu. Hydroksyetyloceluloza jest surowcem rozpuszczalnym zarówno w zimnej jak i ciep ej wodzie oraz roztworze etanolowo-wodnym (30:70). Uk ad ten tworzy pseudoplatyczne i tiksotropowe ele. Wykorzystywany jest on tak e jako rodek zag szczaj cy dla alkilosiarczanów, sulfobursztynianów, jak i innych niejonowych i amfoterycznych rodków powierzchniowoczynnych. Metyloceluloza to bia y proszek dobrze rozpuszczalny w wodzie i etanolu, który zapewnia roztwory o du ej lepko ci. Surowiec ten ch tnie wykorzystywany jest do produkcji preparatów kosmetycznych w postaci eli. Pe ni on tak e rol regulatora konsystencji szamponów i kremów do golenia, stabilizatora emulsji oraz lepiszcza w kosmetykach upi kszaj cych. Etyloceluloza nale y natomiast do uk adów nierozpuszczalnych w wodzie, dobrze rozpuszczalnych natomiast w rozpuszczalnikach organicznych. Z tego powodu ch tnie wykorzystywana jest w lakierach do paznokci. Żywice karbopolowe Wa ny segment surowców zag szczaj cych stanowi tak e pochodne typowo syntetyczne. Do g ównych ich przedstawicieli mo emy zaliczy usieciowane polimery kwasu akrylowego tzw. ywice karbopolowe. Po zdyspergowaniu w wodzie ywica zaczyna si rozwija i p cznie w wyniku czego nast puje wzrost lepko ci uk adu. Dopiero jednak zoboj tnienie roztworu zapewnia jonizacj, dzi ki której dooko a a cucha polimeru wytwarzane s adunki ujemne powoduj ce ca kowite rozwini cie jego cz steczki. W tej postaci zapewnia on efekt bardzo silnego zag szczenia uk adu. Jako rodki zoboj tniaj ce stosuje si najcz ciej wodorotlenek sodowy lub zasadow, organiczn amin np. trietanoloamin (TEA). Ostatni z wymienionych czynników szczególnie polecany jest dla uk adów wodnych, przy stosowaniu których atwiej jest kontrolowa ph roztworu i unikn jego alkalizacji. Przedawkowanie zasady mo e powodowa bowiem trwa y spadek lepko ci przygotowywanego preparatu. Co istotne przy pomocy ywic karbopolowych mo na zag szcza nie tylko uk a- 30 Przemysł Kosmetyczny 1/2010
reklama dy wodne, ale tak e recepturowane na bazie innych rozpuszczalników, przy czym im bardziej jest on polarny, tym uzyskuje si silniejszy efekt ich dzia ania. Oprócz zag szczania surowce te wraz z odpowiednio dobranymi emulgatorami doskonale stabilizuj emulsje O/W. Przydatne s one tak e w przypadku zawiesin. Przy ich pomocy mo na w sposób trwa y rozproszy w uk adzie sk adniki sta e, nierozpuszczalne w nim, dzi ki czemu nie ulegaj one wytr ceniu. Jest to istotne np. w przypadku szamponów specjalnych zawieraj cych nierozpuszczalne w wodzie sk adniki. W kosmetyce wykorzystuje si je do tworzenia receptur przezroczystych eli, p ynów kosmetycznych, kremów i szamponów przeciw upie owych. Syntetyki polimerowe Do syntetycznych uk adów polimerowych zaliczane s tak e pochodne alkoholu winylowego - PVA i winylopirolidonu - PVP. PVA jest cia em sta ym, dobrze rozpuszczalnym w wodzie, tworz cym stabilne ele np. z krzemionk. W kosmetyce jest stosowany jako stabilizator emulsji, koloid ochronny, rodek zag szczaj cy i zapobiegaj cy wysychaniu preparatów mi dzy innymi past do z bów. PVP jest polimerem winylopirolidonu o masie cz steczkowej wynosz cej oko o 1000000. Surowiec ten dobrze rozpuszcza si w wodzie i rozpuszczalnikach organicznych. W kosmetyce wykorzystywany jest jako stabilizator emulsji, koloid ochronny w emulsjach oraz rodek dysperguj cy, zag szczaj cy i wi cy. Jest on dobrze tolerowany przez skór. Ch tnie wykorzystywany jest tak e w preparatach do piel gnacji w osów, gdy wprowadzony do receptury kosmetycznej nadaje im po ysk i elastyczno oraz u atwia ich uk adanie. Coraz cz ciej stosowanymi do mody kacji lepko ci systemami s tak e twarde, nierozpuszczalne w wodzie, silikonowe woski, które stosowane w preparatach kosmetycznych pe ni analogiczn rol jak ich naturalne odpowiedniki. S one stabilizatorami i rodkami zag szczaj cymi uk ady emulsyjne zarówno w emulsjach O/W, W/O jak i W/Si. Wykorzystuje si je tak e jako modulatory reologii w sztyftach i elach. Podobnie jak naturalne woski stanowi one bardzo dobre sk adniki recepturalne pe ni ce w wyrobach typu sztyftów rol lepiszcza. Co istotne nie tylko wywieraj one zasadniczy wp yw na reologi preparatów kosmetycznych, ale tak e cechuj je inne korzy ci funkcjonalne. Dzia aj one nawil aj co, uelastyczniajaco oraz zapewniaj przyjemne odczucie g adko ci. Stosowane w preparatach s onecznych wspomagaj funkcje ltrów UV, które w ich obecno ci mog dzia a d u ej i efektywniej. Literatura: 1. I. Van Rech, F Dahman, A Lau, M Starch, Polish J of Cosmetology, 2, 136, 2000. 2. P. Scheppler, C Schwarzwalder, V. Estermaier, Happi, 7,63, 2005. 3. De Polo K.F, A Short Textbook of Cosmetology, Verlag fur Chemische Industry, Augsburg 2000. 4. T. Mitsui, New Cosmetic Science, Elsevier 1997. 5. H. Cao, K Maurer, M. Vitale, Happi, 5, 82, 2004 6. F widerski, ywno wygodna i funkcjonalna, WNT, Warszawa 1999. 7. R Y. Lochhead, L R. Huisinga, Happi, 4, 56, 2005. 8. S. Tamburic, C&T, 115, 43, 2000. 9. W. Fabianowski, Wiadomo ci Polskiego towarzystwa Kosmetologów, 4, 42, 2001. 10. L. Kotarska Markowicz, J. Góra, Polish J of Cosmetology, 1,2, 2002. 11. Vandamme E., Agro Ford Industry Hi Tech, 7/8,3, 1996. 12. W. Malinka, Zarys chemii kosmetycznej, Volumed, Wroc aw 1999. 13. M.T. Clarke, SOFW, 17, 1, 1990. 14. T. Martin, T Burns, Happi, 5, 92, 2004. 15. Gustaw W., Mleko S., Glibowski P., Janas P., Annales Universitatis Mariae Curie- Sk odowska,16, 215-223, 2004. 16. Mechineau D., Cazette J., Lemos D., Mabille C., Personal Care, 9, 13-16, 2009. 17. Paye M., Baral A., Maibach H., Handbook of Cosmetic Science and Technology, Informa Healtcare, USA 2007. 18. Lochhead R., Huisinga L., Happi, 4, 56-67, 2005. 19. Pi tkowski B., Rynek chemii gospodarczej i kosmetyków, 6, 21-22, 2004.