Gli addensanti costituiscono la struttura portante e il fondamento di diverse formulazioni cosmetiche e sono cruciali per l'aspetto, le proprietà reologiche, la stabilità e la sensazione sulla pelle dei prodotti. Selezionare diverse tipologie di addensanti comunemente utilizzate e rappresentative, prepararle in soluzioni acquose a diverse concentrazioni, testarne le proprietà fisiche e chimiche come viscosità e pH e utilizzare un'analisi descrittiva quantitativa per verificarne l'aspetto, la trasparenza e le molteplici sensazioni cutanee durante e dopo l'uso. Sono stati condotti test sensoriali sugli indicatori e si è effettuata una ricerca bibliografica per riassumere e sintetizzare le varie tipologie di addensanti, che possono fornire un riferimento sicuro per la progettazione delle formule cosmetiche.
1. Descrizione dell'addensante
Esistono molte sostanze che possono essere utilizzate come addensanti. Dal punto di vista del peso molecolare relativo, si distinguono addensanti a basso peso molecolare e addensanti ad alto peso molecolare; dal punto di vista dei gruppi funzionali, si distinguono elettroliti, alcoli, ammidi, acidi carbossilici ed esteri, ecc. Aspetta. Gli addensanti sono classificati secondo il metodo di classificazione delle materie prime cosmetiche.
1. Addensante a basso peso molecolare
1.1.1 Sali inorganici
Il sistema che utilizza un sale inorganico come addensante è generalmente un sistema in soluzione acquosa di tensioattivi. L'addensante salino inorganico più comunemente utilizzato è il cloruro di sodio, che ha un evidente effetto addensante. I tensioattivi formano micelle in soluzione acquosa e la presenza di elettroliti aumenta il numero di associazioni di micelle, portando alla trasformazione delle micelle sferiche in micelle a forma di bastoncino, aumentando la resistenza al movimento e quindi la viscosità del sistema. Tuttavia, una quantità eccessiva di elettrolita influisce sulla struttura micellare, riducendo la resistenza al movimento e la viscosità del sistema, il cosiddetto "salting out". Pertanto, la quantità di elettrolita aggiunta è generalmente pari all'1-2% in massa e interagisce con altri tipi di addensanti per rendere il sistema più stabile.
1.1.2 Alcoli grassi, acidi grassi
Gli alcoli grassi e gli acidi grassi sono sostanze organiche polari. Alcuni articoli li considerano tensioattivi non ionici perché presentano sia gruppi lipofili che idrofili. La presenza di una piccola quantità di tali sostanze organiche ha un impatto significativo sulla tensione superficiale, sull'OMC e su altre proprietà del tensioattivo, e l'entità dell'effetto aumenta con la lunghezza della catena carboniosa, generalmente in una relazione lineare. Il suo principio d'azione è che gli alcoli grassi e gli acidi grassi possono inserire (unire) micelle tensioattive per promuoverne la formazione. L'effetto dei legami a idrogeno tra le teste polari fa sì che le due molecole si dispongano strettamente sulla superficie, il che modifica notevolmente le proprietà delle micelle tensioattive e determina l'effetto di addensamento.
2. Classificazione degli addensanti
2.1 Tensioattivi non ionici
2.1.1 Sali inorganici
Cloruro di sodio, cloruro di potassio, cloruro di ammonio, cloruro di monoetanolammina, cloruro di dietanolammina, solfato di sodio, fosfato trisodico, fosfato disodico di idrogeno e tripolifosfato di sodio, ecc.;
2.1.2 Alcoli grassi e acidi grassi
Alcol lauril, alcol miristil, alcol C12-15, alcol C12-16, alcol decilico, alcol esilico, alcol ottilico, alcol cetilico, alcol stearilico, alcol beenilico, acido laurico, acido C18-36, acido linoleico, acido linolenico, acido miristico, acido stearico, acido beenico, ecc.;
2.1.3 Alcanolammidi
Coco Dietanolamide, Coco Monoetanolamide, Coco Monoisopropanolamide, Cocamide, Lauroyl-Linoleoyl Dietanolamide, Lauroyl-Myristoyl Dietanolamide, Isostearyl Dietanolamide, Dietanolamide Linoleico, Cardamom Dietanolamide, Cardamom Monoetanolamide, Olio Dietanolamide, Palma Monoetanolamide, Olio di Ricino Monoetanolamide, Sesamo Dietanolamide, Soia Dietanolamide, Stearil Dietanolamide, Stearina Monoetanolamide, Stearato di stearil monoetanolamide, stearamide, sego monoetanolamide, germe di grano Dietanolamide, PEG (polietilenglicole)-3 lauramide, PEG-4 oleamide, PEG-50 sego ammide, ecc.;
2.1.4 Eteri
Etere di cetil poliossietilene (3), etere di isocetil poliossietilene (10), etere di lauril poliossietilene (3), etere di lauril poliossietilene (10), Poloxamer-n (etere di poliossipropilene etossilato) (n=105, 124, 185, 237, 238, 338, 407), ecc.;
2.1.5 Esteri
PEG-80 Gliceril estere di sego, PEC-8PPG (polipropilene glicole)-3 diisostearato, PEG-200 Gliceril palmitato idrogenato, PEG-n (n=6, 8, 12) cera d'api, PEG-4 isostearato, PEG-n (n=3, 4, 8, 150) distearato, PEG-18 gliceril oleato/cocoato, PEG-8 dioleato, PEG-200 Gliceril stearato, PEG-n (n=28, 200) gliceril burro di karité, PEG-7 olio di ricino idrogenato, PEG-40 olio di jojoba, PEG-2 laurato, PEG-120 metil glucosio dioleato, PEG-150 pentaeritritolo stearato, PEG-55 propilenglicole oleato, PEG-160 sorbitan triisostearato, PEG-n (n=8, 75, 100) stearato, copolimero PEG-150/decil/SMDI (copolimero di polietilenglicole-150/decil/metacrilato), copolimero PEG-150/stearil/SMDI, PEG-90. isostearato, dilaurato PEG-8PPG-3, miristato di cetile, palmitato di cetile, acido etilenico glicole C18-36, stearato di pentaeritritolo, behenato di pentaeritritolo, stearato di glicole propilenico, estere beenilico, estere cetilico, tribeenato di glicerile, triidrossistearato di glicerile, ecc.;
2.1.6 Ossidi di ammina
Ossido di miristilammina, ossido di isostearilamminopropilammina, ossido di amminopropilammina da olio di cocco, ossido di amminopropilammina da germe di grano, ossido di amminopropilammina da soia, ossido di laurilammina PEG-3, ecc.;
2.2 Tensioattivi anfoteri
Cetil Betaina, Coco Aminosulfobetaina, ecc.;
2.3 Tensioattivi anionici
Oleato di potassio, stearato di potassio, ecc.;
2.4 Polimeri idrosolubili
2.4.1 Cellulosa
Cellulosa, gomma di cellulosa,carbossimetilamidotilcellulosa, cetil idrossietil cellulosa, etil cellulosa, idrossietil cellulosa, idrossipropil cellulosa, idrossipropil metil cellulosa, formazano Base cellulosa, carbossimetil cellulosa, ecc.;
2.4.2 Poliossietilene
PEG-n (n=5M, 9M, 23M, 45M, 90M, 160M), ecc.;
2.4.3 Acido poliacrilico
Reticolato di acrilati/alchil acrilato C10-30, copolimero di acrilati/cetil etossi(20) itaconato, copolimero di acrilati/cetil etossi(20) metil acrilati, copolimero di acrilati/tetradecil etossi(25) acrilato, copolimero di acrilati/ottadecil etossil(20) itaconato, copolimero di acrilati/ottadecano etossi(20) metacrilato, copolimero di acrilato/ocaril etossi(50) acrilato, reticolato di acrilato/VA, PAA (acido poliacrilico), polimero reticolato di acrilato di sodio/vinile isodecanoato, carbomer (acido poliacrilico) e il suo sale sodico, ecc.;
2.4.4 Gomma naturale e suoi prodotti modificati
Acido alginico e i suoi sali (di ammonio, calcio, potassio), pectina, ialuronato di sodio, gomma di guar, gomma di guar cationica, gomma di guar idrossipropil, gomma adragante, carragenina e i suoi sali (di calcio, sodio), gomma di xantano, gomma di sclerotina, ecc.;
2.4.5 Polimeri inorganici e loro prodotti modificati
Silicato di magnesio e alluminio, silice, silicato di sodio e magnesio, silice idrata, montmorillonite, silicato di sodio e litio e magnesio, ettorite, montmorillonite di stearil ammonio, ettorite di stearil ammonio, sale di ammonio quaternario -90 montmorillonite, montmorillonite di ammonio quaternario -18, ettorite di ammonio quaternario -18, ecc.;
2.4.6 Altri
polimero reticolato di decadiene PVM/MA (polimero reticolato di polivinilmetiletere/metilacrilato e decadiene), PVP (polivinilpirrolidone), ecc.;
2.5 Tensioattivi
2.5.1 Alcanolammidi
La più comunemente usata è la dietanolamide di cocco. Le alcanolammidi sono compatibili con gli elettroliti per l'addensamento e offrono i migliori risultati. Il meccanismo di addensamento delle alcanolammidi è l'interazione con le micelle di tensioattivi anionici per formare fluidi non newtoniani. Le diverse alcanolammidi presentano notevoli differenze di prestazioni e anche i loro effetti sono diversi se utilizzate da sole o in combinazione. Alcuni articoli riportano le proprietà addensanti e schiumogene di diverse alcanolammidi. Recentemente, è stato segnalato che le alcanolammidi presentano il potenziale rischio di produrre nitrosammine cancerogene quando vengono trasformate in cosmetici. Tra le impurità delle alcanolammidi vi sono le ammine libere, che sono potenziali fonti di nitrosammine. Attualmente non esiste un parere ufficiale da parte dell'industria della cura della persona sull'opportunità di vietare le alcanolammidi nei cosmetici.
2.5.2 Eteri
Nella formulazione con poliossietilene etere solfato di sodio (AES) di alcol grasso come principio attivo principale, generalmente è possibile utilizzare solo sali inorganici per regolare la viscosità appropriata. Studi hanno dimostrato che ciò è dovuto alla presenza di etossilati di alcol grasso non solfatati nell'AES, che contribuiscono in modo significativo all'addensamento della soluzione tensioattiva. Ricerche approfondite hanno rilevato che il grado medio di etossilazione è di circa 3EO o 10EO, il che gioca il ruolo migliore. Inoltre, l'effetto addensante degli etossilati di alcol grasso è strettamente correlato all'ampiezza di distribuzione degli alcoli non reagiti e degli omologhi contenuti nei loro prodotti. Quando la distribuzione degli omologhi è più ampia, l'effetto addensante del prodotto è scarso, mentre più stretta è la distribuzione degli omologhi, maggiore è l'effetto addensante ottenuto.
2.5.3 Esteri
Gli addensanti più comunemente utilizzati sono gli esteri. Recentemente, sono stati segnalati all'estero il diisostearato di PEG-8PPG-3, il diisostearato di PEG-90 e il dilaurato di PEG-8PPG-3. Questo tipo di addensante appartiene agli addensanti non ionici, utilizzati principalmente in sistemi di soluzioni acquose di tensioattivi. Questi addensanti non sono facilmente idrolizzati e hanno una viscosità stabile in un ampio intervallo di pH e temperatura. Attualmente il più comunemente utilizzato è il distearato di PEG-150. Gli esteri utilizzati come addensanti hanno generalmente pesi molecolari relativamente elevati, quindi presentano alcune proprietà dei composti polimerici. Il meccanismo di addensamento è dovuto alla formazione di una rete di idratazione tridimensionale nella fase acquosa, che incorpora micelle di tensioattivo. Questi composti agiscono come emollienti e idratanti oltre al loro utilizzo come addensanti nei cosmetici.
2.5.4 Ossidi di ammina
L'ossido di ammina è un tipo di tensioattivo non ionico polare, caratterizzato da: in soluzione acquosa, a causa della differenza di pH della soluzione, mostra proprietà non ioniche e può anche mostrare forti proprietà ioniche. In condizioni neutre o alcaline, ovvero quando il pH è maggiore o uguale a 7, l'ossido di ammina esiste come idrato non ionizzato in soluzione acquosa, mostrando non ionicità. In soluzione acida, mostra una debole cationicità. Quando il pH della soluzione è inferiore a 3, la cationicità dell'ossido di ammina è particolarmente evidente, quindi può interagire bene con tensioattivi cationici, anionici, non ionici e zwitterionici in diverse condizioni. Buona compatibilità e mostra un effetto sinergico. L'ossido di ammina è un efficace addensante. Quando il pH è compreso tra 6,4 e 7,5, l'ossido di alchil dimetil ammina può far sì che la viscosità del composto raggiunga 13,5 Pa.s-18 Pa.s, mentre le ammine di ossido di alchil amidopropil dimetil ammina possono far sì che la viscosità del composto raggiunga 34 Pa.s-49 Pa.s; l'aggiunta di sale a queste ultime non ne ridurrà la viscosità.
2.5.5 Altri
Anche alcune betaine e saponi possono essere utilizzati come addensanti. Il loro meccanismo di addensamento è simile a quello di altre piccole molecole e tutti ottengono l'effetto addensante interagendo con micelle tensioattive. I saponi possono essere utilizzati come addensanti nei cosmetici in stick, mentre la betaina è utilizzata principalmente nei sistemi idrici tensioattivi.
2.6 Addensante polimerico idrosolubile
I sistemi addensati da molti addensanti polimerici non sono influenzati dal pH della soluzione o dalla concentrazione dell'elettrolita. Inoltre, gli addensanti polimerici richiedono una quantità minore per raggiungere la viscosità richiesta. Ad esempio, un prodotto richiede un tensioattivo addensante come la dietanolamide da olio di cocco con una frazione in massa del 3,0%. Per ottenere lo stesso effetto, è sufficiente solo lo 0,5% di fibra di polimero puro. La maggior parte dei composti polimerici idrosolubili non viene utilizzata solo come addensanti nell'industria cosmetica, ma anche come agenti sospendenti, disperdenti e agenti modellanti.
2.6.1 Cellulosa
La cellulosa è un addensante molto efficace nei sistemi a base d'acqua ed è ampiamente utilizzata in vari campi della cosmetica. La cellulosa è una materia organica naturale, che contiene unità glucosidiche ripetute, e ogni unità glucosidica contiene 3 gruppi ossidrilici, attraverso i quali si possono formare vari derivati. Gli addensanti cellulosici si addensano attraverso lunghe catene che si rigonfiano per idratazione, e il sistema addensato con cellulosa mostra un'evidente morfologia reologica pseudoplastica. La frazione di massa generale di utilizzo è di circa l'1%.
2.6.2 Acido poliacrilico
Esistono due meccanismi di addensamento degli addensanti a base di acido poliacrilico: l'addensamento per neutralizzazione e l'addensamento per legame a idrogeno. La neutralizzazione e l'addensamento consistono nel neutralizzare l'addensante acido a base di acido poliacrilico per ionizzarne le molecole e generare cariche negative lungo la catena principale del polimero. La repulsione tra le cariche dello stesso sesso favorisce il raddrizzamento e l'apertura delle molecole a formare una rete. La struttura determina l'effetto addensante; l'addensamento per legame a idrogeno si ottiene combinando l'addensante acido poliacrilico con acqua per formare una molecola di idratazione, e poi con un donatore di ossidrile con una frazione in massa del 10%-20% (ad esempio con 5 o più gruppi etossilici). I tensioattivi non ionici vengono combinati per districare le molecole arricciate nel sistema acquoso e formare una struttura a rete che consente di ottenere un effetto addensante. Diversi valori di pH, diversi neutralizzatori e la presenza di sali solubili influenzano notevolmente la viscosità del sistema addensante. Quando il pH è inferiore a 5, la viscosità aumenta con l'aumentare del pH; quando il pH è compreso tra 5 e 10, la viscosità rimane pressoché invariata; tuttavia, con l'aumentare del pH, l'efficienza di addensamento diminuisce nuovamente. Gli ioni monovalenti riducono solo l'efficienza di addensamento del sistema, mentre gli ioni bivalenti o trivalenti possono non solo diluire il sistema, ma anche produrre precipitati insolubili quando il contenuto è sufficiente.
2.6.3 Gomma naturale e suoi prodotti modificati
La gomma naturale contiene principalmente collagene e polisaccaridi, ma la gomma naturale utilizzata come addensante è composta principalmente da polisaccaridi. Il meccanismo di addensamento consiste nel formare una struttura reticolare di idratazione tridimensionale attraverso l'interazione di tre gruppi ossidrilici nell'unità polisaccaridica con le molecole d'acqua, in modo da ottenere l'effetto addensante. Le forme reologiche delle loro soluzioni acquose sono per lo più fluidi non newtoniani, ma le proprietà reologiche di alcune soluzioni diluite sono vicine a quelle dei fluidi newtoniani. Il loro effetto addensante è generalmente correlato al pH, alla temperatura, alla concentrazione e ad altri soluti presenti nel sistema. Si tratta di un addensante molto efficace e il dosaggio generale è dello 0,1%-1,0%.
2.6.4 Polimeri inorganici e loro prodotti modificati
Gli addensanti polimerici inorganici hanno generalmente una struttura a tre strati o una struttura reticolare espansa. I due tipi più utili a livello commerciale sono la montmorillonite e l'ettorite. Il meccanismo di addensamento si verifica quando il polimero inorganico viene disperso in acqua: gli ioni metallici in esso contenuti diffondono dal wafer; con il procedere dell'idratazione, il polimero si rigonfia e infine i cristalli lamellari si separano completamente, con conseguente formazione di cristalli lamellari anionici e ioni metallici in una sospensione colloidale trasparente. In questo caso, le lamelle presentano una carica superficiale negativa e una piccola quantità di carica positiva agli angoli a causa delle fratture reticolari. In una soluzione diluita, le cariche negative sulla superficie sono maggiori di quelle positive agli angoli e le particelle si respingono, quindi non si verifica alcun effetto addensante. Con l'aggiunta e la concentrazione dell'elettrolita, la concentrazione di ioni in soluzione aumenta e la carica superficiale delle lamelle diminuisce. A questo punto, l'interazione principale cambia dalla forza repulsiva tra le lamelle alla forza attrattiva tra le cariche negative sulla superficie delle lamelle e le cariche positive agli angoli del bordo, e le lamelle parallele si reticolano perpendicolarmente tra loro per formare una cosiddetta struttura "a cartone". La struttura di "interspazio" provoca rigonfiamento e gelificazione per ottenere l'effetto di ispessimento. Un ulteriore aumento della concentrazione di ioni distruggerà la struttura.
Data di pubblicazione: 28 dicembre 2022