Les épaississants constituent la structure du squelette et la base de diverses formulations cosmétiques et sont essentiels à l’apparence, aux propriétés rhéologiques, à la stabilité et à la sensation cutanée des produits.Sélectionnez différents types d'épaississants couramment utilisés et représentatifs, préparez-les dans des solutions aqueuses avec différentes concentrations, testez leurs propriétés physiques et chimiques telles que la viscosité et le pH, et utilisez une analyse descriptive quantitative pour vérifier leur apparence, leur transparence et leurs multiples sensations cutanées pendant et après. utiliser.Des tests sensoriels ont été effectués sur les indicateurs et la littérature a été consultée pour résumer et résumer différents types d'épaississants, qui peuvent fournir une certaine référence pour la conception de formules cosmétiques.
1. Description de l'épaississant
De nombreuses substances peuvent être utilisées comme épaississants.Du point de vue du poids moléculaire relatif, il existe des épaississants de faible poids moléculaire et des épaississants de haut poids moléculaire ;du point de vue des groupes fonctionnels, il existe des électrolytes, des alcools, des amides, des acides et esters carboxyliques, etc. Attendez.Les épaississants sont classés selon la méthode de classification des matières premières cosmétiques.
1. Épaississant de faible poids moléculaire
1.1.1 Sels inorganiques
Le système qui utilise un sel inorganique comme épaississant est généralement un système de solution aqueuse de tensioactif.L’épaississant salin inorganique le plus couramment utilisé est le chlorure de sodium, qui a un effet épaississant évident.Les tensioactifs forment des micelles en solution aqueuse, et la présence d'électrolytes augmente le nombre d'associations de micelles, conduisant à la transformation de micelles sphériques en micelles en forme de bâtonnet, augmentant la résistance au mouvement, et augmentant ainsi la viscosité du système.Cependant, lorsque l’électrolyte est excessif, cela affectera la structure micellaire, réduira la résistance au mouvement et réduira la viscosité du système, ce qu’on appelle le « relargage ».Par conséquent, la quantité d’électrolyte ajoutée est généralement de 1 à 2 % en masse et fonctionne avec d’autres types d’épaississants pour rendre le système plus stable.
1.1.2 Alcools gras, acides gras
Les alcools gras et les acides gras sont des substances organiques polaires.Certains articles les considèrent comme des tensioactifs non ioniques car ils possèdent à la fois des groupes lipophiles et des groupes hydrophiles.L'existence d'une petite quantité de ces substances organiques a un impact significatif sur la tension superficielle, la OMC et d'autres propriétés du tensioactif, et l'ampleur de l'effet augmente avec la longueur de la chaîne carbonée, généralement dans une relation linéaire.Son principe d'action est que les alcools gras et les acides gras peuvent insérer (rejoindre) des micelles tensioactives pour favoriser la formation de micelles.L'effet de la liaison hydrogène entre les têtes polaires) rend les deux molécules étroitement disposées sur la surface, ce qui modifie considérablement les propriétés des micelles du tensioactif et obtient l'effet d'épaississement.
2. Classification des épaississants
2.1 Tensioactifs non ioniques
2.1.1 Sels inorganiques
Chlorure de sodium, chlorure de potassium, chlorure d'ammonium, chlorure de monoéthanolamine, chlorure de diéthanolamine, sulfate de sodium, phosphate trisodique, hydrogénophosphate disodique et tripolyphosphate de sodium, etc. ;
2.1.2 Alcools gras et acides gras
Alcool laurique, alcool myristylique, alcool C12-15, alcool C12-16, alcool décylique, alcool hexylique, alcool octylique, alcool cétylique, alcool stéarylique, alcool béhénylique, acide laurique, acide C18-36, acide linoléique, acide linolénique, acide myristique , acide stéarique, acide béhénique, etc.;
2.1.3 Alcanolamides
Diéthanolamide de coco, monoéthanolamide de coco, monoisopropanolamide de coco, cocamide, lauroyl-linoléoyl diéthanolamide, lauroyl-myristoyl diéthanolamide, isostéaryl diéthanolamide, diéthanolamide linoléique, diéthanolamide de cardamome, monoéthanolamide de cardamome, diéthanolamide d'huile, monoéthanolamide de palme, monoéthanolamide d'huile de ricin, diéthanolamide de soja, diéthanolamide de soja, stéaryle Diéthanolamide, monoéthanolamide de stéarine, stéarate de monoéthanolamide de stéaryle, stéaramide, monoéthanolamide de suif, diéthanolamide de germe de blé, PEG (polyéthylène glycol)-3 lauramide, PEG-4 oléamide, PEG-50 amide de suif, etc.
2.1.4 Éthers
Éther de cétyle polyoxyéthylène (3), éther d'isocétyl polyoxyéthylène (10), éther de lauryl polyoxyéthylène (3), éther de lauryl polyoxyéthylène (10), Poloxamer-n (éther de polyoxypropylène éthoxylé) (n = 105, 124, 185, 237, 238, 338 , 407), etc.;
2.1.5 Esters
Ester de suif de glycéryle PEG-80, PEC-8PPG (polypropylène glycol)-3 diisostéarate, PEG-200 palmitate de glycéryle hydrogéné, PEG-n (n = 6, 8, 12) Cire d'abeille, isostéarate de PEG -4, PEG-n (n = 3, 4, 8, 150) distéarate, oléate/cocoate de glycéryle PEG-18, dioléate de PEG-8, stéarate de glycéryle PEG-200, PEG-n (n = 28, 200) beurre de karité glycéryle, huile de ricin hydrogénée PEG-7, Huile de jojoba PEG-40, laurate PEG-2, dioléate de méthylglucose PEG-120, stéarate de pentaérythritol PEG-150, oléate de propylène glycol PEG-55, triisostéarate de sorbitan PEG-160, stéarate PEG-n (n = 8, 75, 100) , copolymère PEG-150/décyl/SMDI (copolymère polyéthylène glycol-150/décyl/méthacrylate), copolymère PEG-150/stéaryle/SMDI, PEG-90. Isostéarate, dilaurate PEG-8PPG-3, myristate de cétyle, palmitate de cétyle, C18 -36 Acide d'éthylène glycol, stéarate de pentaérythritol, béhénate de pentaérythritol, stéarate de propylène glycol, ester de béhényle, ester cétylique, tribéhénate de glycéryle, trihydroxystéarate de glycéryle, etc.
2.1.6 Oxydes d'amines
Oxyde de myristylamine, oxyde d'isostéarylaminopropylamine, oxyde d'aminopropylamine d'huile de coco, oxyde d'aminopropylamine de germe de blé, oxyde d'aminopropylamine de soja, oxyde de laurylamine PEG-3, etc.
2.2 Tensioactifs amphotères
Cétyl Bétaïne, Coco Aminosulfobétaïne, etc.;
2.3 Tensioactifs anioniques
Oléate de potassium, stéarate de potassium, etc. ;
2.4 Polymères hydrosolubles
2.4.1 Cellulose
Cellulose, gomme de cellulose,carboxyméthylhydroxyéthylcellulose, cétylhydroxyéthylcellulose, éthylcellulose, hydroxyéthylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylméthylcellulose, formazan Base cellulose, carboxyméthylcellulose, etc.;
2.4.2 Polyoxyéthylène
PEG-n (n = 5M, 9M, 23M, 45M, 90M, 160M), etc. ;
2.4.3 Acide polyacrylique
Acrylates/C10-30 Alkyl Acrylate Crosspolymer, Acrylates/Cetyl Ethoxy(20) Itaconate Copolymer, Acrylates/Cetyl Ethoxy(20) Copolymer methyl Acrylates, Acrylates/Tetradecyl Ethoxy(25) Acrylate Copolymer, Acrylates/Octadécyl Ethoxyl(20) Itaconate Copolymer, Acrylates/Octadécane Ethoxy(20) Copolymère Méthacrylate, Acrylate/Ocaryl Ethoxy(50) Copolymère Acrylate, Acrylate/VA Crosspolymer, PAA (Acide Polyacrylique), Acrylate de Sodium/Polymère réticulé isodécanoate de vinyle, Carbomer (acide polyacrylique) et son sel de sodium, etc. .;
2.4.4 Caoutchouc naturel et ses produits modifiés
Acide alginique et ses sels (d'ammonium, de calcium, de potassium), pectine, hyaluronate de sodium, gomme de guar, gomme de guar cationique, gomme de guar hydroxypropylique, gomme adragante, carraghénane et son sel (de calcium, de sodium), gomme de xanthane, gomme de sclérotine, etc. ;
2.4.5 Polymères inorganiques et leurs produits modifiés
Silice d'aluminium et de magnésium, silice, silicate de magnésium et de sodium, silice hydratée, montmorillonite, silicate de magnésium et de lithium-sodium, hectorite, montmorillonite d'ammonium stéarylique, hectorite d'ammonium stéarylique, sel d'ammonium quaternaire -90 montmorillonite, ammonium quaternaire -18 montmorillonite, ammonium quaternaire -18 hectorite, etc. .;
2.4.6 Autres
Polymère réticulé décadiène PVM/MA (polymère réticulé de polyvinylméthyléther/acrylate de méthyle et décadiène), PVP (polyvinylpyrrolidone), etc.
2.5 Tensioactifs
2.5.1 Alcanolamides
Le plus couramment utilisé est le diéthanolamide de noix de coco.Les alcanolamides sont compatibles avec les électrolytes pour l'épaississement et donnent les meilleurs résultats.Le mécanisme d'épaississement des alcanolamides est l'interaction avec des micelles de tensioactifs anioniques pour former des fluides non newtoniens.Différents alcanolamides présentent de grandes différences de performances et leurs effets sont également différents lorsqu'ils sont utilisés seuls ou en combinaison.Certains articles rapportent les propriétés épaississantes et moussantes de différents alcanolamides.Récemment, il a été signalé que les alcanolamides présentent un risque potentiel de produire des nitrosamines cancérigènes lorsqu'ils sont transformés en cosmétiques.Parmi les impuretés des alcanolamides figurent les amines libres, qui sont des sources potentielles de nitrosamines.Il n’existe actuellement aucune opinion officielle de la part de l’industrie des soins personnels sur l’opportunité d’interdire les alcanolamides dans les cosmétiques.
2.5.2 Éthers
Dans la formulation avec du sulfate de sodium d'éther de polyoxyéthylène d'alcool gras (AES) comme substance active principale, seuls des sels inorganiques peuvent généralement être utilisés pour ajuster la viscosité appropriée.Des études ont montré que cela est dû à la présence d'éthoxylates d'alcool gras non sulfatés dans l'AES, qui contribuent de manière significative à l'épaississement de la solution de tensioactif.Des recherches approfondies ont révélé que : le degré moyen d’éthoxylation est d’environ 3EO ou 10EO pour jouer le meilleur rôle.De plus, l'effet épaississant des éthoxylates d'alcools gras a beaucoup à voir avec la largeur de distribution des alcools n'ayant pas réagi et de leurs homologues contenus dans leurs produits.Lorsque la distribution des homologues est plus large, l'effet épaississant du produit est faible, et plus la distribution des homologues est étroite, plus l'effet épaississant peut être obtenu.
2.5.3 Esters
Les épaississants les plus couramment utilisés sont les esters.Récemment, le diisostéarate PEG-8PPG-3, le diisostéarate PEG-90 et le dilaurate PEG-8PPG-3 ont été signalés à l'étranger.Ce type d'épaississant appartient aux épaississants non ioniques, principalement utilisés dans les systèmes de solutions aqueuses de tensioactifs.Ces épaississants ne sont pas facilement hydrolysables et ont une viscosité stable sur une large plage de pH et de température.Actuellement, le distéarate de PEG-150 est le plus couramment utilisé.Les esters utilisés comme épaississants ont généralement des poids moléculaires relativement élevés, ils possèdent donc certaines propriétés des composés polymères.Le mécanisme d'épaississement est dû à la formation d'un réseau d'hydratation tridimensionnel dans la phase aqueuse, incorporant ainsi des micelles tensioactives.Ces composés agissent comme émollients et hydratants en plus de leur utilisation comme épaississants dans les cosmétiques.
2.5.4 Oxydes d'amines
L'oxyde d'amine est une sorte de tensioactif polaire non ionique, qui se caractérise par : en solution aqueuse, en raison de la différence de pH de la solution, il présente des propriétés non ioniques et peut également présenter de fortes propriétés ioniques.Dans des conditions neutres ou alcalines, c'est-à-dire lorsque le pH est supérieur ou égal à 7, l'oxyde d'amine existe sous forme d'hydrate non ionisé en solution aqueuse, montrant une non-ionicité.En solution acide, il présente une faible cationicité.Lorsque le pH de la solution est inférieur à 3, la cationicité de l'oxyde d'amine est particulièrement évidente, de sorte qu'il peut bien fonctionner avec des tensioactifs cationiques, anioniques, non ioniques et zwitterioniques dans différentes conditions.Bonne compatibilité et effet synergique.L'oxyde d'amine est un épaississant efficace.Lorsque le pH est compris entre 6,4 et 7,5, l'oxyde d'alkyl diméthylamine peut amener la viscosité du composé à atteindre 13,5 Pa.s-18 Pa.s, tandis que les amines d'oxyde d'alkylamidopropyl diméthyle peuvent augmenter la viscosité du composé jusqu'à 34 Pa.s-49 Pa.s, et l'ajout de sel à ce dernier ne réduira pas la viscosité.
2.5.5 Autres
Quelques bétaïnes et savons peuvent également être utilisés comme épaississants.Leur mécanisme d’épaississement est similaire à celui d’autres petites molécules, et elles obtiennent toutes un effet épaississant en interagissant avec des micelles tensioactives.Les savons peuvent être utilisés pour épaissir les cosmétiques en stick, et la bétaïne est principalement utilisée dans les systèmes d’eau tensioactive.
2.6 Épaississant polymère soluble dans l'eau
Les systèmes épaissis par de nombreux épaississants polymères ne sont pas affectés par le pH de la solution ou la concentration de l'électrolyte.De plus, les épaississants polymères ont besoin de moins de quantité pour atteindre la viscosité requise.Par exemple, un produit nécessite un épaississant tensioactif tel que le diéthanolamide d'huile de coco avec une fraction massique de 3,0 %.Pour obtenir le même effet, seules 0,5% de fibres de polymère ordinaire suffisent.La plupart des composés polymères solubles dans l'eau sont non seulement utilisés comme épaississants dans l'industrie cosmétique, mais également comme agents de suspension, dispersants et agents coiffants.
2.6.1 Cellulose
La cellulose est un épaississant très efficace dans les systèmes à base d’eau et est largement utilisée dans divers domaines cosmétiques.La cellulose est une matière organique naturelle, qui contient des unités glucoside répétées, et chaque unité glucoside contient 3 groupes hydroxyle, à travers lesquels divers dérivés peuvent être formés.Les épaississants cellulosiques s'épaississent grâce à de longues chaînes gonflées par l'hydratation, et le système épaissi par la cellulose présente une morphologie rhéologique pseudoplastique évidente.La fraction massique générale d'utilisation est d'environ 1 %.
2.6.2 Acide polyacrylique
Il existe deux mécanismes d'épaississement des épaississants à base d'acide polyacrylique, à savoir l'épaississement par neutralisation et l'épaississement des liaisons hydrogène.La neutralisation et l'épaississement consistent à neutraliser l'épaississant acide polyacrylique pour ioniser ses molécules et générer des charges négatives le long de la chaîne principale du polymère.La répulsion entre les charges de même sexe favorise le redressement et l’ouverture des molécules pour former un réseau.La structure obtient l'effet épaississant ;L'épaississement de la liaison hydrogène consiste dans le fait que l'épaississant de l'acide polyacrylique est d'abord combiné avec de l'eau pour former une molécule d'hydratation, puis combiné avec un donneur d'hydroxyle avec une fraction massique de 10 % à 20 % (par exemple ayant 5 groupes éthoxy ou plus). Non ionique tensioactifs) combinés pour démêler les molécules frisées dans le système aqueux afin de former une structure en réseau pour obtenir un effet épaississant.Différentes valeurs de pH, différents neutralisants et la présence de sels solubles ont une grande influence sur la viscosité du système épaississant.Lorsque la valeur du pH est inférieure à 5, la viscosité augmente avec l'augmentation de la valeur du pH ;lorsque la valeur du pH est comprise entre 5 et 10, la viscosité est presque inchangée ;mais à mesure que la valeur du pH continue d’augmenter, l’efficacité épaississante diminuera à nouveau.Les ions monovalents ne font que réduire l'efficacité épaississante du système, tandis que les ions divalents ou trivalents peuvent non seulement fluidifier le système, mais également produire des précipités insolubles lorsque leur teneur est suffisante.
2.6.3 Caoutchouc naturel et ses produits modifiés
La gomme naturelle comprend principalement du collagène et des polysaccharides, mais la gomme naturelle utilisée comme épaississant est principalement constituée de polysaccharides.Le mécanisme d'épaississement consiste à former une structure de réseau d'hydratation tridimensionnelle grâce à l'interaction de trois groupes hydroxyle dans l'unité polysaccharide avec des molécules d'eau, de manière à obtenir l'effet épaississant.Les formes rhéologiques de leurs solutions aqueuses sont pour la plupart des fluides non newtoniens, mais les propriétés rhéologiques de certaines solutions diluées sont proches des fluides newtoniens.Leur effet épaississant est généralement lié à la valeur du pH, à la température, à la concentration et aux autres solutés du système.Il s'agit d'un épaississant très efficace et le dosage général est de 0,1 % à 1,0 %.
2.6.4 Polymères inorganiques et leurs produits modifiés
Les épaississants polymères inorganiques ont généralement une structure en couches à trois couches ou une structure en réseau expansé.Les deux types les plus commercialement utiles sont la montmorillonite et l’hectorite.Le mécanisme d'épaississement est que lorsque le polymère inorganique est dispersé dans l'eau, les ions métalliques qu'il contient diffusent depuis la plaquette, au fur et à mesure de l'hydratation, il gonfle et finalement les cristaux lamellaires sont complètement séparés, entraînant la formation d'une structure lamellaire anionique. cristaux.et des ions métalliques dans une suspension colloïdale transparente.Dans ce cas, les lamelles ont une charge superficielle négative et une petite quantité de charge positive à leurs coins en raison des fractures du réseau.Dans une solution diluée, les charges négatives à la surface sont supérieures aux charges positives aux coins et les particules se repoussent, il n'y aura donc pas d'effet épaississant.Avec l'ajout et la concentration d'électrolyte, la concentration d'ions dans la solution augmente et la charge superficielle des lamelles diminue.À ce stade, l'interaction principale passe de la force répulsive entre les lamelles à la force attractive entre les charges négatives à la surface des lamelles et les charges positives aux coins des bords, et les lamelles parallèles sont réticulées perpendiculairement les unes aux autres. pour former ce qu'on appelle un « carton ». La structure de « l'espace intermédiaire » provoque un gonflement et une gélification pour obtenir l'effet d'épaississement.Une augmentation supplémentaire de la concentration en ions détruira la structure
Heure de publication : 28 décembre 2022