Стабилизация косметических композиций комбинированными эмульгаторами

Цели. Изучить поверхностные свойства и мицеллообразование комбинированных стабилизаторов, являющихся смесью ионных и неионых поверхностно активных веществ (ПАВ) или смесью неионных ПАВ. Установить корреляцию между составом стабилизаторов и коллоидно-химическими свойствами прямых эмульсий, полученных в их присутствии.
Методы. Поверхностное натяжение на границе раздела фаз водных растворов комбинированных стабилизаторов с воздухом и толуолом измеряли на цифровом тензиометре. Седиментационную устойчивость эмульсий оценивали по объему отслоившихся водной и масляной фаз в течение 7 дней. Размеры частиц дисперсной фазы определяли с использованием микроскопа Olympus CX3, предназначенным для работы в светлом поле, снабженным соединением для USB видеокамеры. Реологические свойства эмульсий оценивали с помощью ротационного вискозиметра.
Результаты. По изотермам поверхностного натяжения водных растворов ПАВ на границе с воздухом и толуолом при температурах приготовления эмульсий (50 и 65 °C) установлено, что большей поверхностной активностью и меньшей критической концентрации мицеллообразования на границе с толуолом обладает смесь неионных ПАВ. Оптимальное количество стабилизаторов, обеспечивающих устойчивость композиций в течение 1 месяца, составляет 4 мас. % смеси АПАВ и НПАВ и 7 мас. % смеси НПАВ. Эмульсии, полученные в присутствии смеси анионных и неионных ПАВ, имеют более высокие значения кинетической седиментационной устойчивости за cчет формирования в системе электростатического и стерического факторов стабилизации. Разработанные композиции являются микрогетерогенными системами, средний диаметр капель которых изменяется в пределах 1.0–5.7 мкм. По реологическим свойствам эмульсии относятся к жидкообразным структурированным системам с коагуляционными структурами, прочность единичных контактов между частицами дисперсной фазы которых составляет (1.6–27.0) × 10^-10Н.
Выводы. Сравнение физико-химических характеристик композиций, полученных в присутствии органических эмульгаторов, показало, что лучшим комплексом свойств обладают эмульсии, стабилизированные смесью ионных и неионных ПАВ, образующих смешанные адсорбционные слои.

1. Lu M., Behnke K. Thin emulsion base for cosmetics: US Pat. US2019/0192390А1. Filed 12.10.2018; pub. 27.06.2019.

2. Franca C.C., Ueno H.M. Green cosmetics: perspectives and challenges in the context of green chemistry. Desenvolv. Meio Ambiente. 2020;53:133–150. http://dx.doi.org/10.5380/dma.v53i0.62322

3. Пучкова Т. Энциклопедия косметических ингредиентов. М.: Школа косметических химиков; 2015. 408 с. ISBN 978-5-903338-02-3

4. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. СПб.: Лань; 2010. 416 с. ISBN 978-5-8114-1070-5. https://e.lanbook.com/book/4027

5. Холмберг К., Йёнссон Б., Кронберг Б., Линдман Б. Поверхностно-активные вещества и полимеры в водных растворах. М.: Бином; 2010. 528 с. ISBN 978-5-9963-2942-7

6. Tadros Th. F. Emulsions. Formation, Stability, Industrial Applications. Berlin/Boston: Walter de Gruyter GmbH; 2016. 243 p. https://doi.org/10.1515/9783110452242

7. Rosen M.J. Surfactants and Interfacial Phenomena: 3rd ed. New York: John Wiley; 2004. 457 p. http://dx.doi.org/10.1002/0471670561

8. Буканова Е.Ф., Филиппенков В.М., Ревина Ю.В. Смеси неионных ПАВ для получения чистящих композиций. Тонк. хим. технол. 2017;12(3):21–27. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2017-12-3-21-27

9. Garti N., Lutz R. Recent Progress in Double Emulsions. In: Petsev D.N. (Ed.). Interface Science and Technology. V. 4. Emulsions: Structure Stability and Interactions. Amsterdam: Elsevier; 2004. 557–605. https://doi.org/10.1016/S1573-4285(04)80016-4

10. Куличихин В.Г. (ред.). Практикум по коллоидной химии. М.: ИНФРА-М; 2012. 287 с. ISBN 978-5-9558-0217-6

11. Taylor P. Ostwald ripening in emulsions: estimation of solution thermodynamics of the disperse phase. Adv. Colloid Interface Sci. 2003;106(1–3):261–285. https://doi.org/10.1016/S0001-8686(03)00113-1

12. Babchin A.J., Schramm L.L. Osmotic repulsion force due to adsorbed surfactants. Colloids Surf. B: Biointerfaces. 2012;91(1):137–143. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2011.10.050

13. Nour A.H. Emulsion types, stability mechanism and rheology: A review. International Journal of Innovative Research and Scientific Studies (IJIRSS). 2018;1(1):14–21. https://ssrn.com/abstract=3324905

14. Анучина А.С., Авраменко Г.В., Чудинова Н.Н., Тихонова Т.В., Киенская К.И. Учет некоторых коллоидно-химических закономерностей при разработке косметических кремов. Хим. пром. сегодня. 2012;(8):40–49.

15. Кирсанов Е.А., Матвеенко В.Н. Неньютоновское поведение структурированных систем. М.: ТЕХНОСФЕРА; 2016. 384 с. ISBN 978-5-94836-461-2

16. Матвеенко В.Н., Кирсанов Е.А. Вязкость и структура дисперсных систем. Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 2. Химия. 2011;52(4):243–276.