OTRZYMYWANIE KREMÓW Z DODATKIEM SREBRA 1. WPROWADZENIE Emulsje kosmetyczne (kremy, mleczka, maści itp.) są układami zdyspergowanymi składającymi się z fazy rozpraszającej i fazy rozproszonej (zdyspergowanej). Głównymi komponentami emulsji kosmetycznej są: emulgatory, woski, woda, estry kwasów tłuszczowych, oleje roślinne, glikol etylenowy. Dodatkowo do kosmetyków wprowadza się środki zwiększające trwałość preparatu (konserwanty i antyutleniacze), substancje zapachowe oraz regulatory ph i witaminy. Bardziej szczegółowe związki występujące w kosmetykach zawarte są w tab. 1. Tab. 1. Przykładowe składniki kosmetyków Nazwa INCI Nazwa chemiczna Funkcja składnika Aluminium Stearates Di- i tristearyniany glinu Stabilizator emulsji Benzophenone-4 Sulizobenzen Filtr UV BHT 2,6-di-tert-butylo-p-krezol Antyutleniacz Botanical Ekstrakt roślinny Składnik zapachowy Butylene Glycol Butan-1,2-diol Nawilżacz Caramel Karmel Barwnik kosmetyczny Cetearyl Alcohol Alkohole C16 C18 Emulgator, regulator lepkości Cera Alba Wosk pszczeli Emulgator, składnik filmotwórczy Cera Microcristallina Mikrokrystaliczne woski parafinowe i węglowodorowe Składnik wiążący, filmotwórczy, emulgator Cetostearyl Alcohol Alkohole C16 C18 Emolient Cholesterol Cholesterol Emolient, emulgator CI 16255 Sól trisodowa kwasu 1-(1- Barwnik kosmetyczny naftyloazo)-2-hydroksynaftylo- 4,6,8-trisulfonowego Citric Acid Kwas cytrynowy Regulator ph, składnik chelatujący Dimethicone Dimetikon Składnik przeciwpieniący Disodium Związek amfoteryczny typu Emulgator, surfaktant Cocoamphodiacetate pochodnej imidazoliny Disodium EDTA Diwodoroetylenodiaminotetraocta n disodowy Składnik chelatujący, regulator lepkości Ethylhexyl Stearate Stearynian 2-etyloheksylu Emolient*), składnik olejowy (hydrofobowy) Glycerin Gliceryna Nawilżacz Glyceryl Oleate Olejan gliceryny Emulgator, surfaktant Glycol Stearate Stearynian 2-hydroksyetylu Emulgator, surfaktant Hydrolyzed Milk Protein Hydrolizaty protein mleka Antystatyk Magnesium Aluminium Krzemian magnezowo-glinowy Absorbent, regulator lepkości Silicate Methylparaben, Ethylparaben, Propylparaben 4-Hydroksybenzoesany metylu, etylu, propylu Konserwanty
Myristyl Myristate Mirystynian tetradecylu Składnik zmętniający Parafin Wosk parafinowy zawierający Regulator lepkości głównie prostołańcuchowe węglowodory C20 C50 Paraffinum Liquidum Olej parafinowy Antystatyk, składnik olejowy (hydrofobowy) Phenoxyethanol 2-Fenoksyetanol Konserwant Polyacrylic Acid Homopolimer kwasu akrylowego Składnik wiążący, filmo-twórczy, regulator lepkości, stabilizator emulsji Polysorbate 20 Oksyetylenowany monolaurynian Emulgator, surfaktant sorbitanu Propylene Glycol Glikol propylenowy-1,2 Nawilżacz, rozpuszczalnik Sodium Lauryl Sulphate Dodecylosiarczan sodu Emulgator, surfaktant Emulsje kosmetyczne można podzielić na cztery grupy kremy, śmietanki, mleczka oraz toniki. Kryterium podziału stanowią właściwości fizyczne, w szczególności lepkość. Substancją najbardziej lepką są kremy oraz śmietanki. Mleczka i toniki charakteryzują się natomiast dużą płynnością. Jednymi z najważniejszych komponentów emulsji są emulgatory. Obniżają one napięcie powierzchniowe pomiędzy składnikami polarnymi i niepolarnymi, dzięki czemu zapobiegają rozwarstwieniu się emulsji. Właściwość ta wynika z budowy emulgatora, który składa się z części hydrofilowej i hydrofobowej rys. 1. Emulgator spełnia swoją funkcję, jeżeli jest dodany do emulsji w odpowiednim stężeniu. Gdy jego stężenie będzie zbyt wysokie zacznie tworzyć skupiska między swoimi cząsteczkami tworząc micele. głowa ogon Rys.1 Budowa emulgatora. Biorąc pod uwagę charakter chemiczny emulgatorów jako kryterium podziału spośród wyróżnia się dwie grupy emulgatory jonowe, emulgatory niejonowe. Wśród emulgatorów jonowych wyróżnia się: Emulgatory kationowe związki o ładunku dodatnim np. pochodne pirydyny, IVrzędowe sole amoniowe Emulgatory anionowe związki o ładunku ujemny np. aniony estrów wyższych kwasów karboksylowych Emulgatory amfoteryczne sole wewnętrzne
Najprostszym sposobem otrzymywania emulsji jest dodanie emulgatora do dwufazowej mieszaniny substancji polarnej z niepolarną i intensywne mieszanie. W konsekwencji otrzymuje się emulsję, w której cząsteczki cieczy są zdyspergowane w fazie rozpraszającej. Nieco bardziej skomplikowane procedury otrzymywania emulsji dotyczą sytuacji, w której komponenty występują w postaci ciała stałego. W takim przypadku wymagane jest stopienie składników, aby występowały w postaci ciekłej, a następnie zmieszanie ich w odpowiednio wysokiej temperaturze. Tworzenie emulsji może odbywać się poprzez mieszanie obu faz na gorąco lub w temperaturze pokojowej. Istnieją też sytuację, w których podgrzana jest tylko faza olejowa. Bardziej szczegółowy opis metod łączenia emulsji jest następujący: Metoda gorąco na gorąco ogrzewanie składników emulsji przed zmieszaniem ich ze sobą. Stosowana dla składników, które występują w stanie stałym Metoda gorąco na zimno część wodną kosmetyku o temperaturze 18 o C wprowadza się do części olejowej ogrzanej do 80 o C. Metoda wymaga dokładnego odmierzania składników, efektywnego mieszania oraz wysokiej wydajności homogenizowania. Metoda gorąco-gorąco na zimno do ogrzanej fazy olejowej dodaje się część wody o temperaturze 18 o C, po dokładnym wymieszaniu dodaje się pozostałą część wody. Metoda zimno na zimno stosowana kiedy składniki z emulsji nie muszą być ogrzewane przed zmieszaniem. Jej zaletą są niskie koszty wytwarzania produktu oraz prostota. 1.1. Znaczenie nanostruktur w preparatach kosmetycznych Ostatnimi czas aby polepszyć właściwości kosmetyków, wprowadza się do nich nanocząsteczki metali. Terminem nano określa się struktury o wielkości od 1 do 100 nm. Dodatek nanostruktur do kremów powoduje polepszenie właściwości antybakteryjnych. Najczęściej do składu kosmetyków dodaje się nanocząsteczki srebra, złota i miedzi. Każdy z tych metali ma odmienne właściwości nanocząsteczki srebra są silnie bakteriobójcze, miedź ma lepsze właściwości grzybobójcze, złoto natomiast ma słabsze działanie biobójcze, ale regeneruje komórki. Z wymienionych metali w kosmetykach najczęściej stosuje się nanocząsteczki srebra. Ich skuteczność spowodowana jest faktem, że mikroorganizmy nie uodparniają się na srebro, a najbardziej toksyczne dla nich są jony srebra oddziaływujące na pojedyncze komórki. Nanocząstki srebra są jedynie pobocznym dodatkiem do kosmetyków,
lecz z powodu coraz większych wymagań konsumenckich dotyczących efektywnego zwalczania bakterii oraz grzybów stosowanie nanosrebra jest często nieodzowne. CEL ĆWICZENIA Celem ćwiczenia jest otrzymanie kosmetyku zawierającego nanocząstki srebra lub złota. WYKONANIE ĆWICZENIA Do zlewki o pojemności 150 cm 3 należy dodać składniki z fazy A i podgrzewać cały czas mieszając, aż składniki rozpuszczą się. W drugiej zlewce o pojemności 150 cm 3 należy dodać składniki wchodzące w skład fazy B. Mieszaninę należy ogrzewać cały czas mieszając. Ciepły roztwór fazy B należy dodać do ciepłego roztworu fazy A i za pomocą mieszadełka dokładnie wymieszać, aż utworzy się emulsja. Przepisy preparatywne Krem I: Faza A 1. Kwas stearynowy 8 g 2. Olej z migdałów 8 ml 3. Wosk pszczeli 4 g 4. Lanolina 5 g Faza B: 1. Emulgator GSC - 2,0 g 2. Glikol propylenowy - 4 ml 3. Woda destylowana - 14 ml 4. Ekstrakt z czosnku 10 ml Krem II Faza A: 1. Emulgator GSC 1,5 g 2. Alkohol cetylowy 1,5 g 3. Olej ze słodkich migdałów 7,5 ml 4. Organiczny olej lniany 7,5 ml Faza B:
1. D-pantenol 75% - 7,5 ml 2. Mocznik 5,0 g 3. Woda 15,0 ml 4. Ekstrakt z pomarańczy 15 ml Krem III Faza A: 1. Emulgator SLP 8 kropli 2. Emulgator MGS 1,5g 3. Olej ze słodkich migdałów 15ml Faza B: 1. Woda destylowana 25ml 2. Ekstrakt z cebuli 10 ml 3. Gliceryna 45 kropel 4. Glikol propylenowy 1 ml
- WZÓR sprawozdania Grupa....... (Imię i Nazwisko) Data.. Nanocząsteczki w medycynie, kosmetologii, biotechnologii i ochronie środowiska Sprawozdanie z ćwiczenia OTRZYMYWANIE KREMÓW Z DODATKIEM SREBRA Cel ćwiczenia: Krótki opis przebiegu doświadczenia: Opis otrzymanego produktu: Wnioski: