Hogyan lehet ellenőrizni a stabilitást kozmetikai készítmények

Az emulzió termodinamikailag instabil rendszer, élettartama korlátozott. Ez azt jelzi, hogy az emulzió stabilitása fontos kérdés a kozmetikai formulátorok számára. A kereskedelmi kozmetikumoknak 2-3 éves eltarthatósági idővel kell rendelkezniük. Az emulzió eltarthatósága meghatározható, hogy mennyi idő alatt romlik az emulzió a fogyasztók számára elfogadhatatlan szintre. Hosszú időt vesz igénybe, amíg a kereskedelmi kozmetikumokat a fogyasztóknak forgalmazzák és tárolják. Általában a kozmetikumok eltarthatósága 2-3 év. Egyes országokban vény nélkül kapható (OTC) emulziókra van szükség, amelyek fényvédő szereket tartalmaznak, hogy stabilitásuk 5 évnél hosszabb legyen. Mivel a valós idejű eltarthatósági idő mérése időigényes, általában a kozmetikai cégek ritkán végeznek valós idejű eltarthatósági kutatást, ezért fontos olyan teszteket tervezni, amelyek pontosan előrejelzi az emulziók eltarthatósági idejét. Bár jelenleg sok ilyen program van, még mindig van egy bizonyos távolság a valóságtól, ami azt jelzi, hogy az emulzió stabilitása nem egyszerű kérdés.

(1) Az emulziós instabilitás mechanizmusa

Amikor az emulzió elöregszik, fizikai változásokon megy keresztül, hogy az emulzió instabillá váljon. Beleértve a gravitációs rétegződés, a flokkuláció és az aránytalanság hatásait.

A gravitációs szétválasztás lehetséges eredménye a flokkuláció. A flokkuláció az üledék vagy rétegződés jelensége. A flokkuláció során még mindig emulgeálódik, de a gazdag diszpergált fázisréteg a felső rétegben (az O / W emulzióban) vagy az alsó rétegben (az O / W emulzióban) koncentrálódik. W/O emulzió). A változások által okozott e két fajta gravitáció visszafordítható, és a remegés is újra eloszlatni az aggregált anyagok. Ezek a feltételek engedelmeskednek Stokes törvényének, azaz az elválasztási sebesség arányos az olajfázis és a vízfázis közötti sűrűségkülönbséggel, és a folyamatos fázis viszkozitása arányos a diszpergált fázis részecskeméretével. Ezért a folyamatos fázis viszkozitásának növelése, vagy a részecskeméret csökkentése kolloid malmok vagy homogenizálás segítségével növelheti az emulzió stabilitását.

Amikor a diszpergált fáziscseppeket összehozzák és kombinálják nagyobb cseppek formájában, széneszcenciát fordul elő. Végül fázisszétválasztás következik be. Ha az emulgeálószer mennyisége nem elegendő ahhoz, hogy a cseppek kicsik maradjanak, de elegendőek a flokkuláció megelőzéséhez, vagy a nagyobb részecskeeloszlású emulzióba való további összeolvadáshoz, ezt a helyzetet korlátozott szénesedésnek nevezik.

Az aránytalanság hatását az okozza, hogy a csepp belső nyomása magasabb, mint a csepp külső nyomása. Ez a hajtóerő hatására a kémiai összetevők diffúz kis cseppek nagyobb cseppek, vagy esetleg a folyamatos fázisban. Mivel a felületaktív rendszer különböző összetevői különböző sebességgel diffúzak lehetnek a kis cseppektől a nagy cseppekig, ennek eredményeként a kis cseppek kisebbek és a nagy cseppek nagyobbak lesznek.

(2) Emulzióstabilitási vizsgálat

Számos kísérleti módszerről számoltak be, amelyek megjósolják az emulzió stabilitását a szakirodalomban. Ez elsősorban gyorsított vizsgálatot, valós idejű tesztet és reológiai mérést foglal magában.

1. Gyorsított vizsgálat

A gyorsított vizsgálat olyan módszer, amely a rendszer terhelésének alkalmazásán alapul, mint például a hőmérséklet növelése vagy a centrifugális hatás. A gyorsított vizsgálat velejárója az, hogy az emulziót a ténylegesen tapasztaltakon messze meghaladó körülményeknek vetik alá. Ezért a gyorsított vizsgálati eredményeket óvatosan kell felhasználni, és a következtetéseket össze kell hasonlítani, és az eredményeket normál tárolási körülmények között meg kell erősíteni.

A hőmérséklet-alapú gyorsított vizsgálat állandó magas hőmérsékletet használ,

(Például 40°C vagy 48°C) vagy fagyás-olvadás ciklus (-15~5°C szobahőmérsékletre). A magas hőmérsékletű gyorsított vizsgálatok alkalmazásának elméleti alapja az Arrhenius egyenlet, amely leírja a kémiai reakciósebesség állandója és a hőmérséklet közötti kapcsolatot, azaz ha a hőmérséklet 10 °C-kal nő, a legtöbb kémiai reakció sebessége megduplázódik. Ezért 3 év 20°C-on 4,5 hónapnak kell lennie 50°C-on. A hőmérséklet növekedésével azonban az emulzió viszkozitása csökken, és a felületaktív oldhatóság egyensúlya megváltozik. Más változások is előfordulhatnak, mint például a kolloid szilárd anyagok és polimerek hidratációja, a molekulák megoszlása a két fázis között, valamint a viaszok vagy más anyagok olvadása. Néhány fő tényező, amely az emulziókat stabilvá teszi, hirtelen eltűnik magas hőmérsékleten, ami az emulziók instabillá válását eredményezi.

A gyorsított tesztelés néha félrevezető információkat eredményez. Egyes emulziók, amelyek szintén magas hőmérsékleten vannak elválasztva, szobahőmérsékleten eltérő eltarthatósági idővel rendelkezhetnek. A nonionikus emulgeálószerek polioxietilén csoportjaik hidratálására támaszkodnak az emulziók stabilizálása érdekében, és kiválasztásuk a szobahőmérsékleten lévő interfész jellemzőin alapul. Magas hőmérsékleten az emulgeálószerek hidratációja kisebb lesz, és HLB értékeik teljesen eltérőek. Különböző tulajdonságokkal rendelkezik. Bizonyos esetekben az emulzió stabilabb magas hőmérsékleten, mint alacsony hőmérsékleten. Ebben az esetben, ha a következtetést csak a magas hőmérsékletű gyorsított teszt alapján hozzák meg, az nemcsak helytelen, hanem félrevezető is.

A fagyasztási-olvadási ciklus növeli az emulzió terhelését is, és vannak benne rejlő problémák. Fagypont alatti hőmérsékleten az O/W emulziókban lévő jégkristályok képződése megnyúlhat és ellaposíthatja az olajrészecskéket. Ezenkívül az emulgeálószer lipofil része elveszíti folyékonyságát, és a hidrofil rész spontán "dehidratálódik" a víz fagyasztása és kicsapódása miatt. Ha az emulzió "meggyógyul", mielőtt a széneszcenciák bekövetkeznek, az emulzió ellenáll a tesztnek. Ha az összetevők újra oldódási sebessége lassú, az emulzió instabil, ami különbözik a szobahőmérsékleten előforduló folyamattól.

A centrifugális hatás egy másik módszer, amely gyorsított gravitációt használ az emulzió terhelésének alkalmazására. A sugár 10cm, és a sebesség 3750r / perc 5h egyenértékű 1 év a gravitáció. Ezért ez a módszer olyan folyamatokra alkalmazható, ahol a sebesség döntő a flokkuláció és a rétegződés számára. Vannak, akik az ultracentrifugation módszert használják az emulzió stabilitásának mennyiségi meghatározására. A szükséges idő rövidebb, mint a hagyományos módszeré, de több munkára van szükség az eredmények és a valós idejű tesztek közötti korreláció tanulmányozásához, és a korreláció használatával megjósolni az emulzió stabilitását. Az ultracentrifugáció sebessége akár 25000r/perc is lehet. Ilyen nagy sebességű körülmények között különbség van az emulzió stabilitása és a normál körülmények között a stabilitás között; ilyen nagy sebességű centrifugálás esetén csak a széndiák a sebesség döntő szakasza, így a cseppek vagy részecskék Gyorsan felhalmozódnak, ami a vízközeg gyors elválasztását okozza. Normál tárolási körülmények között reverzibilis flokkuláció és visszafordíthatatlan flokkuláció következik be, mindkettő a folyamat sebességének döntő szakasza lehet. Ezenkívül egy ilyen erős erő alkalmazása a vizes fázisú folyadék folyékony filmjének szivárgását okozza a cseppek között, és az emulgeáló film megsemmisítését okozza.

A gyorsított vizsgálat eredményei és az általános tárolási körülmények között elért eredmények közötti összefüggés további tanulmányozásával a gyorsított vizsgálat csak az emulzió stabilitásának előrejelzésére használható fel helyesen.