Kif Tikkontrolla l-Istabbiltà tal-Formulazzjonijiet Kożmetiċi

L-emulsjoni hija sistema termodinamikament instabbli, u t-tul tal-ħajja tagħha huwa limitat. Dan jindika li l-istabbiltà tal-emulsjoni hija kwistjoni importanti għall-formulaturi kożmetiċi. Il-kożmetiċi kummerċjali għandu jkollhom ħajja fuq l-ixkaffa ta' 2-3 snin. Il-ħajja fuq l-ixkaffa ta' emulsjoni tista' tiġi definita bħala t-tul ta' żmien li tieħu biex l-emulsjoni tiddeterjora għal livell inaċċettabbli għall-konsumaturi. Jieħu perjodu twil ta' żmien biex il-kożmetiċi kummerċjali jitqassmu u jinħażnu lill-konsumaturi. Ġeneralment, il-ħajja fuq l-ixkaffa tal-kożmetiċi hija minn sentejn sa 3 snin. Xi pajjiżi jeħtieġu emulsjonijiet over-the-counter (OTC) li fihom aġenti tal-protezzjoni mix-xemx biex ikollhom stabbilità itwal minn 5 snin. Peress li l-kejl tal-ħajja fuq l-ixkaffa f'ħin reali jieħu ħafna ħin, ġeneralment il-kumpaniji kożmetiċi rarament iwettqu riċerka dwar il-ħajja fuq l-ixkaffa f'ħin reali, għalhekk huwa importanti li jitfasslu testijiet li jbassru b'mod preċiż il-ħajja fuq l-ixkaffa tal-emulsjonijiet. Għalkemm hemm ħafna programmi bħal dawn fil-preżent, għad hemm ċerta distanza mir-realtà, li tindika li l-istabbiltà tal-emulsjoni mhijiex kwistjoni sempliċi.

(1) Il-mekkaniżmu ta 'instabbiltà ta' emulsjoni

Meta l-emulsjoni tkun xjuħija, jgħaddi minn bidliet fiżiċi biex l-emulsjoni ssir instabbli. Inklużi l-effetti tal-istratifikazzjoni tal-gravità, il-falkulazzjoni u d-disproportazzjoni.

Ir-riżultat possibbli tas-separazzjoni tal-gravità huwa l-falkulazzjoni. Il-falkulazzjoni hija fenomenu ta' sedimentazzjoni jew stratifikazzjoni. Matul il-fokulazzjoni, għadu emulsifikat, iżda s-saff rikk tal-fażi mxerred huwa kkonċentrat fis-saff ta' fuq (fl-emulsjoni O/W), jew fis-saff t'isfel (fl-emulsjoni O/W). Emulsjoni W/O). Il-bidliet ikkawżati minn dawn iż-żewġ tipi ta' gravità huma riversibbli, u t-taħwid jista' jerġa' jxerred il-materjali aggregati. Dawn il-kundizzjonijiet jobdu l-liġi ta' Stokes, jiġifieri, il-veloċità tas-separazzjoni hija proporzjonali għad-differenza fid-densità bejn il-fażi taż-żejt u l-fażi tal-ilma, u l-viskożità tal-fażi kontinwa hija proporzjonali għad-daqs tal-partikoli tal-fażi mxerrda. Għalhekk, iż-żieda fil-viskożità tal-fażi kontinwa, jew it-tnaqqis tad-daqs tal-partiċelli bl-użu ta 'mtieħen tal-kollojde jew omoġenizzazzjoni jistgħu jżidu l-istabbiltà tal-emulsjoni.

Meta l-qtar tal-fażi mxerrda jinġiebu flimkien u jiġu kkombinati biex jiffurmaw qtar akbar, isseħħ il-koalescence. Eventwalment isseħħ separazzjoni tal-fażijiet. Jekk l- ammont ta ' emulsifikant ma jkunx biżżejjed biex iżomm il- qtar żgħar, iżda biżżejjed biex jipprevjeni l- falsifikazzjoni, jew aktar faħam f' emulsjoni b' distribuzzjoni akbar ta ' partiċelli, din is- sitwazzjoni tissejjaħ coalescence limitata.

L- effett ta ' sproportazzjoni huwa kkawżat mill- pressjoni interna tal- qtar li tkun ogħla mill- pressjoni esterna tal- qtar. Din il-forza tas-sewqan tikkawża li l-komponenti kimiċi jinxfu minn qtar żgħar għal qtar akbar, jew possibbilment għall-fażi kontinwa. Minħabba li komponenti differenti tas-sistema surfactant jistgħu jinxterdu minn qtar żgħar għal qtar kbar b'rati differenti, bħala riżultat, qtar żgħar isiru iżgħar u qtar kbar isiru akbar.

(2) Test tal-istabbiltà tal-emulsjoni

Ħafna metodi sperimentali li jbassru l-istabbiltà tal-emulsjoni ġew irrappurtati fil-letteratura. Prinċipalment jinkludi test aċċellerat, test f'ħin reali u kejl tar-rheological.

1. Test aċċellerat

Test aċċellerat huwa metodu bbażat fuq l-applikazzjoni tat-tagħbija għas-sistema, bħaż-żieda fit-temperatura jew l-azzjoni ċentrifugali. Il-periklu inerenti ta' kwalunkwe test aċċellerat huwa li l-emulsjoni tiġi soġġetta għal kundizzjonijiet ferm lil hinn minn dak li fil-fatt jiġi esperjenzat. Għalhekk, ir-riżultati aċċellerati tat-test għandhom jintużaw b'attenzjoni, u l-konklużjonijiet għandhom jitqabblu u jiġu kkonfermati mir-riżultati f'kundizzjonijiet normali ta' ħżin.

It-test aċċellerat ibbażat fuq it-temperatura juża temperatura għolja kostanti,

(Pereżempju, 40°C jew 48°C) jew ċiklu ta' tidwib bil-friża (-15 ~5°C għat-temperatura tal-kamra). Il-bażi teoretika għall-użu ta' testijiet aċċellerati b'temperatura għolja hija l-ekwazzjoni Arrhenius li tiddeskrivi r-relazzjoni bejn il-kostanti tar-rata ta' reazzjoni kimika u t-temperatura, jiġifieri, jekk it-temperatura tiżdied b'10°C, il-veloċità tal-biċċa l-kbira tar-reazzjonijiet kimiċi tirdoppja. Għalhekk, 3 snin f' temperatura ta ' 20°C għandhom ikunu ekwivalenti għal 4. Madankollu, hekk kif it-temperatura tiżdied, il-viskożità tal-emulsjoni tonqos u l-bilanċ tas-solubilità tas-surfactant jinbidel. Bidliet oħra jistgħu jseħħu wkoll, bħall-idratazzjoni ta' solidi kollojdali u polimeri, it-tqassim ta' molekuli bejn iż-żewġ fażijiet, u t-tidwib ta' xama' jew sustanzi oħra. Uħud mill-fatturi ewlenin li jagħmlu l-emulsjonijiet stabbli f'daqqa waħda jisparixxu f'temperaturi għoljin, u dan iwassal biex l-emulsjonijiet isiru instabbli.

L-ittestjar aċċellerat xi kultant jipproduċi xi informazzjoni qarrieqa. Xi emulsjonijiet li huma wkoll separati f'temperaturi għoljin jista 'jkollhom ħajja fuq l-ixkaffa differenti f'temperatura ambjentali. Emulsjonanti nonjoniċi jiddependu fuq l-idratazzjoni tal-gruppi tal-poliossietilen tagħhom biex jistabbilizzaw l-emulsjonijiet, u l-għażla tagħhom hija bbażata fuq il-karatteristiċi tal-interface f'temperatura ambjentali. F'temperaturi għoljin, l-idratazzjoni tal-emulsjonanti ssir iżgħar, u l-valuri tal-HLB tagħhom huma kompletament differenti. Dawn jistgħu jitqiesu bħala molekuli ta' proprjetajiet differenti. F'xi każijiet, l-emulsjoni hija aktar stabbli f'temperatura għolja milli f'temperatura baxxa. F'dan il-każ, jekk il-konklużjoni ssir biss abbażi tat-test aċċellerat b'temperatura għolja, din mhijiex biss żbaljata, iżda wkoll qarrieqa.

Iċ-ċiklu tat-tidwib tal-iffriżar iżid ukoll it-tagħbija tal-emulsjoni, u hemm xi problemi inerenti. F'temperaturi tal-iffriżar, il-formazzjoni ta' kristalli tas-silġ f'emulsjonijiet O/W tista' ttawla u tiċċattja partiċelli taż-żejt. Barra minn hekk, il-parti lipofilika tal-emulsjonant titlef il-fluwidità tagħha, u l-parti idrofilika "deidratati" spontanjament minħabba l-iffriżar u l-preċipitazzjoni tal-ilma. Jekk l-emulsjoni "tikkura" qabel ma sseħħ il-koalescence, l-emulsjoni tiflaħ għat-test. Jekk ir-rata ta' dissoluzzjoni mill-ġdid tal-komponenti tkun bil-mod, l-emulsjoni ma tkunx stabbli, li hija differenti mill-proċess li jseħħ f'temperatura ambjentali.

Azzjoni ċentrifugali hija metodu ieħor li juża gravità aċċellerata biex japplika tagħbija għall-emulsjoni. Ir-raġġ huwa 10cm, u l-veloċità ta '3750r / min għal 5h hija ekwivalenti għal sena għall-gravità. Għalhekk, dan il-metodu jista' jiġi applikat għal proċessi fejn il-veloċità hija deċiżiva għall-falkulazzjoni u l-istratifikazzjoni. Xi nies jużaw il-metodu ultraċentrifugazzjoni biex jiddeterminaw kwantitattivament l-istabbiltà tal-emulsjoni. Il-ħin meħtieġ huwa iqsar minn dak tal-metodu tradizzjonali, iżda hemm bżonn ta' aktar ħidma biex tiġi studjata l-korrelazzjoni bejn ir-riżultati u t-testijiet f'ħin reali, u tintuża l-korrelazzjoni biex titbassar l-istabbiltà tal-emulsjoni. Il-veloċità tal-ultraċentrifugazzjoni hija sa 25000r / min. F'kundizzjonijiet ta' veloċità għolja bħal dawn, hemm differenza bejn l-istabbiltà tal-emulsjoni u l-istabbiltà f'kundizzjonijiet normali; Taħt tali ċentrifugazzjoni ta 'veloċità għolja, il-koalescence biss hija l-istadju deċiżiv tal-veloċità, għalhekk qtar jew partiċelli Huma jitilgħu malajr, u jikkawżaw il-midjum tal-ilma biex jisseparaw malajr. F'kondizzjonijiet normali ta' ħażna, focculation riversibbli u flocculation irriversibbli jseħħu, li t-tnejn jistgħu jkunu l-istadju deċiżiv tal-veloċità tal-proċess. Barra minn hekk, l-applikazzjoni ta' forza qawwija bħal din tikkawża t-tnixxija tal-film likwidu tal-likwidu tal-fażi milwiema bejn il-qtar u tikkawża l-qerda tal-film emulsifikanti.

Huwa biss billi tiġi studjata aktar il-korrelazzjoni bejn ir-riżultati tat-test aċċellerat u r-riżultati f'kundizzjonijiet ġenerali ta' ħżin, li t-test aċċellerat jista' jintuża b'mod korrett biex titbassar l-istabbiltà tal-emulsjoni.