Emulsje są układami dwóch niemieszających się cieczy, w których jedna jest rozproszona w postaci drobnych kropelek. W celu ułatwienia jej tworzenia oraz w celu zwiększenia jej stabilności stosowane są emulgatory. Są one rozpuszczalne w obu fazach, które adsorbują się na granicy faz, przez co zmniejszają energię na styku faz, a tym samym obniżają napięcie międzyfazowe. Pierwsze stosowane emulsje opierały się na tłuszczach roślinnych i zwierzęcych oraz naturalnych emulgatorach. Obecnie gama tych substancji jest bardzo szeroka. Każda cząsteczka emulgatora zawiera koniec polarny jak i niepolarny, a przy tym są one dostatecznie duże, aby ich końce mogły niezależnie od siebie przejawiać swe skłonności do rozpuszczania się.

Jeżeli chodzi o cechy jakie powinien spełniać dobry emulgator, można wymienić:

• obniżanie napięcia powierzchniowego na granicy rozdziału faz,
• zapewnienie odpowiedniej lepkości emulsji,
• zapobieganie zjawisku inwersji,
• zapewnianie korzystnego rozdrobnienia cząstek fazy rozproszonej,
• zapewnienie stabilności emulsji podczas jej użytkowania i przechowywania,
• brak reaktywności w stosunku do składników emulsji,
• brak toksyczności,
• brak zapachu.

Bardzo trudnym zadaniem jest znalezienie takiego związku, który by spełniał wszystkie kryteria. Dobrym rozwiązaniem jest zastosowanie odpowiednio dobranej mieszaniny kilku emulgatorów. Pomocna wówczas jest znajomość liczby HLB. Jest to wskaźnik hydro- i liofilowości, tzw. stała równowagi hydrofilowo-hydrofobowej, która umożliwia dobór środka powierzchniowo czynnego (spc) do określonej emulsji. Określa udział części hydrofilowej. Wartości HLB mieszczą się w przedziale od 0–20. Im większa wartość tego wskaźnika, tym większa przewaga części hydrofilowej.

Emulgator wykazuje prawidłowe działanie, gdy budowa jego grupy liofilowej jest podobna do struktury emulgowanego tłuszczu. Najważniejsze jest odpowiednie dobranie emulgatora do określonego układu składników.

Szczególną grupą SPC są solubilizatory. Są one silnie hydrofilowymi preparatami, pozwalającymi na otrzymywanie klarownych, wodnych roztworów substancji nierozpuszczalnych w wodzie. Często stosowane są w celu wprowadzenia kompozycji zapachowych do wodnych roztworów kosmetycznych.

Emulgatory można podzielić na trzy grupy:

• jonowe,
• niejonowe,
• nie będące związkami powierzchniowo czynnymi.

W pierwszej grupie można dokonać podziału na kationowe i anionowe. Te drugie stanowią związki posiadające ujemny ładunek, tworzące gęstą pianę. Stosowane są w emulsjach O/W. Można tu zaliczyć mydła sodowe, potasowe i amonowe kwasów tłuszczowych, etanoloamin, siarczany alkilowe, estry kwasu ortofosforowego i wyższych alkoholi.

Kationowe emulgatory stanowią związki o ładunku dodatnim. Wśród nich można wymienić: czwartorzędowe sole anioniowe, pochodne czwartorzędowych zasad heterocyklicznych (np. pochodne pirydyny). Posiadają słabe właściwości pianotwórcze i myjące, natomiast często spełniają funkcje środków konserwujących, dezynfekcyjnych i antystatycznych preparatów do pielęgnacji włosów.

W grupie niejonowych emulgatorów można wymienić: N-tlenki amin tłuszczowych, wyższe alkohole (np. cetylowy), cholesterol, lanolina, lecytyna, spany, tweedy, proteiny, monostearynian glicerolu.

Do trzeciej grupy należą koloidy lipidów o pseudoemulgatory sproszkowane (kaolin, bentonit, stearyniany: magnezowy, wapniowy, glinowy).

Do najważniejszych emulgatorów zalicza się:

• alkohol cetylowy – tłuszczowy jednowodorotlenowy alkohol, będący głównym emulgatorem w emulsjach typu W/O i pomocniczym w O/W. Dodatkowo może pełnić funkcje substancji konsystencjotwórczej, kondycjonującej, emolienta;
• cerezyna- stanowi składnik stałych roztworów tłuszczowych oraz fazy tłuszczowej emulsji;
• bentonit – jest dobrym stabilizatorem wodnych zawiesin i emulsji typu O/W;
• euceryna – składnik preparatów pielęgnacyjnych WO;
• cholesterol – składnik ludzkiego sebum i cementu międzykomórkowego warstwy rogowej naskórka. Można go pozyskać z frakcji niezmydlanej tłuszczów i olejów roślinnych oraz lanoliny. Jest głównym emulgatorem typu W/O i pomocniczym O/W. Stosowany ponadto jako regulator konsystencji;
• guma arabska – jest emulgatorem w emulsjach typu O/W;
• lanolina – główny emulgator W/O oraz pomocniczy emulsji O/W;
• lecytyna – oczyszczona jest stabilizatorem emulsji typu O/W, natomiast gdy zawiera zanieczyszczenia może utrwalać emulsje typu W/O;
• sole kwasu oleinowego (mydła) – stanowią dobre emulgatory w emulsjach typu O/W;
• estry okysetylenowe i oksypropylenowe kwasów tłuszczowych i alkoholi wielowodorotlenowych;

Bibliografia:

1. A. Marzec, Chemia kosmetyków – surowce, półprodukty, preparatyka wyrobów, Toruń 2005.
2. J. Arct, K. Pytkowska, K. Barska, K. Kifert, A. Pauwels Leksykon surowców kosmetycznych.

Opracowała: mgr Monika Nowek