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Gli Emulsionanti (Lola)

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Gli Emulsionanti (Lola)

Messaggioda Tomatina » sabato 30 maggio, 2009 10:26

autore: Lola
fonte nel forum

Gli emulsionanti segnalati sono stati colorati dallo Staff secondo il biodiz ionario, al fine di individuarne la bioecologicita'.

Lola ha scritto:EMULSOLOGIA FOR DUMMIES

Liberamente tratto da Materie prime di base - sostanze ausiliarie, funzionali e odorose - formulazioni controlli impianti di Giannni Proserpio, Sinerga 1985 con aggiunte mie

Prendete un bicchiere d'acqua e versateci sopra una goccia di olio; non solo galleggerà (ha densità e peso specifico molto differente da quello dell'acqua) ma farà una piccola sfera galleggiante: la tensione interfacciale tra due sostanze così diverse, immiscibili, è notevole, per questo l'olio si disporrà in una forma il meno possibile a contatto con la'cqua, una sfera.

Aggiungete un'altra goccia, vicina alla prima ma non sopra questa; dopo poco le due si uniranno in una goccia più grossa: una molecola all'interfacies è molto più fortemente attratta dalle molecole simili che la attorniano piuttosto che da quelle di una sostanza diversa.

Vuotate il bicchiere, e riempitelo di acqua in cui scioglierete del detersivo per piatti, e versateci un'altra goccia di olio; si allargherà sulla superficie e non farà più una sferetta: il tensioattivo diminuisce la tensione superficiale tra le due sostanze immiscibili.
Mescolate: la goccia sparisce, l'avete emulsionata; è completamente dispersa in microgoccioline nell'acqua grazie al tensioattivo.
Aumentate l'olio e mescolate ogni volta: ad un certo punto dopo breve attesa vi si formeranno tante macchie di olio larghe in superficie, è il famoso cremaggio, l'inizio della rottura di un'emulsione; l'emulsionante non basta più a circondare tutto l'olio che migra verso l'alto.

Cos'è un emulsionante? E' una sostanza a doppia affinità, idrofila e lipofila, che ha la proprietà di ridurre la tensione interfacciale tra 2 sostanze e di produrre film interfacciali meccanicamente stabili.
Ogni emulsionante è caratterizzato da un certo rapporto tra gruppi idrofili (che amano l'acqua e si legano ad essa) e gruppi lipofili (che si legano all'olio) e che può essere spostato più verso il lipofilo o più verso l'idrofilo: questo valore viene misurato, e si chiama HLB (hydrophylic-lipophylic balance). L'HLB non fornisce il dato della forza emulsionante, ecco perchè a parità di HLB alcuni emulsionanti funzionano meglio e si usano a più basse percentuali).

L'HLB varia da 0 a 20.

HLB da 0 a 3: nessuna dispersione in acqua, sono presenti troppi pochi gruppi idrofili; l'emulsionante non emulsiona e viene considerato fattore di consistenza lipofilo
HLB da 3 a 6: scarsa dispersione in acqua, l'emulsionante è lipofilo e serve a fare emulsioni A/O (acqua in olio)
HLB da 6 a 8: dispersione in acqua dopo vigorosa agitazione, l'emulsionante ha proprietà intermedie
HLB da 8 a 10: dispersione lattea stabile, l'emulsionante ha proprietà intermedie
HLB da 10 a 13: dispersione da traslucida a chiara l'emulsionante diventa O/A (olio in acqua) o solubilizzante
HLB da 13 a 20: dispersione trasparente, l'emulsionante O/A è anche solubilizzante o tensioattivo.

Si ottengono emulsioni stabili A/O con un HLB totale tra 2 e 6
si ottengono emulsioni stabili O/A con HLB totale tra l'8 e il 16
si ottengono solubilizzazioni trasparenti con HLB sopra il 13

HLB di emulsionanti a noi noti che ho trovato:

0.5 glycol distearate* (il perlante dei bagnoschiuma) nessuna attività emulsionante
3.5-4.0 glyceryl stearate** buona attività emulsionante A/O
4.7 cetearyl alcohol** ottima attività emulsionante A/O
5.0 cetyl alcohol** ottima attività emulsionante A/O
5.0 methyl glucose dioleate**
5.8 Glyceryl stearate SE*
6.5 polyglyceryl 3-oleate** nessuna attività emulsionente A/O, proprietà intermedie
6.6 methylglucose sesquistearate* ottima attività emulsionante A/O
8.3 sodium stearoyl lactilate* emulsionante O/A
9.7 lecithin* emulsionante O/A
10.0 Montanov 68 emulsionante O/A
10.0 abil care 85
10.0-12.0 glyceryl stearate citrate**
11.0 cetearyl glucoside** emulsionante O/A
11.5 polyglyceryl 3-methylglucose distearate*
13.0 PEG 40 Hydrogenated castor oil* emulsionante O/A e solubilizzante
15.0 Polyglyceryl 10-laurate** emulsionante O/A e solubilizzante
16.7 Polysorbate 20* emulsionante O/A e solubilizzante

Teoria di Ostwald (valida in linea di massima perchè ci sono emulsionanti e metodi di meulsionamento che la contraddicono, ma per i nostri esperimenti casalinghi invece funziona perfettamente):

Se una fase è presente a concentrazione inferiore al 25.98% può esistere solo come fase dispersa, dal 25.98% sia come fase dispersa che come fase continua, dal 74,02% solo come fase continua.

Ecco spiegato come mai le cold cream (A/O) reggono fino al 25% di acqua, e come mai le nostre creme (O/A) sono facili da emulsionare solo fino al 25% di grassi, poi sono dolori e si rischia la separazione.

Solubilizzazioni trasparenti:
acqua > 95%
olio 0.25-0.5%
solubilizzante 0.75-3.5% (di sostanza pura, tenete conto che nel PGE 10 laurato che abbiamo l'attivo è al 50%)

Teoria del complesso molecolare di Shulman:
questa è più complicata, ma dice di interessante per noi che in una O/A ci deve essere una coppia emulsionante con emulsionante lipofilo ed uno idrofilo, e che sarà stabile solo se l'emulsionante idrofilo sarà presente in misura maggiore di quello lipofilo (ecco spiegato il perchè noi mettiamo meno cetilico dell'emulsionante vero e proprio).
L'emulsionante riduce la tensione interfacciale formando un film attorno ad ogni gocciolina di olio, e ogni sua molecola si dispone con i gruppi lipofili dentro la fase oleosa e i gruppi lipofili dentro la fase acquosa. Se usiamo un solo emulsionante il film formato è omogeneo ma molto debole, se usiamo un emulsionante di contrasto (lipofilo) si ottiene un'interfacies più forte.

Aggiunge che per aiutare la stabilità la fase disperdente deve essere addensata (ecco il perchè di carbomer e xantana per le O/A, e della cera d'api nelle A/O che altrimenti si separerebbero molto prima).

Stabilità delle emulsioni (legge di Stokes):
Perchè un'emulsione sia stabile nel tempo occorre badare al raggio delle particelle disperse: più le particelle sono piccole + la velocità di sedimentazione sarà bassa (ma c'è sempre, nessuna emulsione è eterna e tende, nel lungo o lunghissimo periodo, a separarsi). Per agire sul diametro delle micelle si usa agitare velocemente l'emulsione (in poche parole: un minipimer darà emulsioni con micelle più piccole del mescolare con un cucchiaino, quindi l'emulsione sarà più liscia a vedersi e più stabile nel tempo).
Più la viscosità della fase esterna è alta meno l'emulsione ha tendenza a separarsi (ecco spiegata l'aggiunta di addensanti e gelificanti, che intrappolano le micelle e impediscono loro di aggregarsi)


Tecniche di emulsionamento O/A:

Metodo inglese: l'emulsionante è disperso in parte dell'acqua, poi vengono fatte piccole aggiunte di acqua e di olio fino ad ottenere l'emulsione completa

Metodo continentale: gli emulsionanti sono miscelati alla fase oleosa e vengono addizionati di acqua fino ad ottenere una pasta o "nucleo" dell'emulsione, che poi verrà diluita con acqua aggiunta poco alla volta.

Metodo diretto: l'emulsionante è sciolto in olio poi si versa il tutto in acqua dove si disperde subito frullando.

Metodo ad inversione di emulsione: gli emulsionanti vengono sciolti nella fase oleosa poi si versa a filo l'acqua nell'olio. Dapprima si forma una A/O che all'aumentare dell'acqua diventa una O/A. Con questo metodo si ottengono le emulsioni più fini e stabili.
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