Performances du système d'émulsion H/E : différence de comportement de phase entre le phosphate d'alkyle et l'émulsifiant PEG
La stabilité d'émulsification de l'émulsion H/E n'est pas un indice de performance unique, mais le résultat de la combinaison de la structure moléculaire de l'émulsifiant, de la méthode d'adsorption interfaciale et de l'organisation de la phase macroscopique. À l'heure actuelle, les émulsifiants H/E traditionnels sur le marché sont principalement divisés en deux catégories, à savoir les émulsifiants PEG utilisés depuis de nombreuses années et les émulsifiants phosphate d'alkyle aux performances avancées. émulsification huile-eau, mais il existe des différences essentielles en termes d'adsorption moléculaire, de formation de film interfacial, de stabilité de phase et de performances macroscopiques.
I. La logique fondamentale de la stabilité des émulsions H/E
Pour distinguer les différences de performances entre les deux types d'émulsifiants, nous devons d'abord clarifier la logique fondamentale de la stabilité de l'émulsion H/E. Une émulsion stable qualifiée doit s'appuyer sur le support complet de l'organisation des phases de la couche moléculaire, de la couche interfaciale et de la macrostructure. Tout déséquilibre dans la structure d’une couche entraînera l’effondrement de la stabilité globale du système. C'est également la raison principale pour laquelle le comportement de la phase détermine la qualité de l'émulsion.
La première couche est la couche d'adsorption moléculaire, qui constitue la base de la stabilité de l'émulsion. Les molécules émulsifiantes doivent être uniformément adsorbées à l'interface huile-eau. Grâce à la disposition directionnelle des groupes hydrophiles et hydrophobes, la tension de l'interface huile-eau est réduite afin que la graisse puisse être uniformément dispersée dans la phase aqueuse. La deuxième couche est la couche de film interfacial. Les molécules d'émulsifiant adsorbées se rassembleront pour former un film interfacial continu, qui enveloppe les gouttelettes d'huile pour résister à la collision et à l'agrégation entre les gouttelettes d'huile et éviter l'agglomération et la stratification. La troisième couche est une structure de réseau de gouttelettes macroscopiques, avec d'innombrables gouttelettes d'huile enveloppées stables uniformément dispersées pour former un système global régulier et uniforme, et finalement atteindre une stabilité à long terme.
L'écart fondamental entre les émulsifiants PEG et les émulsifiants phosphate d'alkyle se reflète dans la qualité de moulage et la stabilité de ces structures à trois couches. Différentes structures moléculaires ont créé des orientations d'interface et des formes d'organisation de phase très différentes, qui déterminent également directement la stabilité, la sensation cutanée, la résistance aux intempéries et d'autres propriétés fondamentales de l'émulsion finie. Dans la conception de la formule, une correspondance raisonnable des émulsifiants huile dans l'eau est la clé pour contrôler les performances de base du système. La différence dans le choix des deux types d’émulsifiants réécrira directement les performances globales du produit fini.
II.Différences de structure moléculaire
Le comportement de phase d'un émulsifiant est essentiellement déterminé par sa propre structure moléculaire. Les caractéristiques des groupes moléculaires hydrophiles et hydrophobes des émulsifiants PEG et des émulsifiants alkylphosphate sont différentes. La méthode d'adsorption, la force de liaison et la capacité de migration à l'interface huile-eau sont très différentes, et deux structures de membrane interfaciale complètement différentes se forment finalement.
2.1 Émulsifiant PEG
Les émulsifiants PEG tels que Ceteareth-20 et Steareth-21, qui sont couramment utilisés dans les formules quotidiennes, sont des émulsifiants non ioniques typiques. Le mécanisme de stabilisation de base repose sur l'hydratation de la chaîne EO. Le segment de chaîne de polyéthylène glycol dans sa structure moléculaire peut former un grand nombre de liaisons hydrogène avec les molécules d'eau, construire une couche hydratée dense à la surface des gouttelettes d'huile et s'appuyer sur la solvatation pour réaliser une émulsification huile-eau.
Cette méthode d'adsorption forme une couche d'adsorption interfaciale flexible, caractérisée par une activité dynamique élevée. La vitesse d'échange des molécules d'émulsifiant PEG sur l'interface est rapide et l'interface peut être rapidement réorganisée, ce qui convient aux besoins de production d'émulsification rapide et convient à une production d'émulsion par lots et efficace. La résistance structurelle de la membrane interfaciale flexible est limitée, la force de liaison des molécules à l'interface est faible et la mobilité interfaciale est élevée, ce qui rend impossible la formation d'un squelette interfacial stable.
Du point de vue du comportement des phases, le système O/W construit par les émulsifiants PEG est un système stable cinétique typique, reposant sur un équilibre dynamique continu pour maintenir l'état de l'émulsion, plutôt que sur la stabilité rigide de la structure elle-même. Cela explique également pourquoi de nombreuses émulsions du système PEG sont en bon état pour un stockage à court terme à température ambiante, mais après un placement à long terme, un échauffement ou une perturbation par des forces externes, elles sont sujettes à des fluctuations d'état.
2.2 Émulsifiant alkylphosphate
L'émulsifiant phosphate d'alkyle représenté par le phosphate de cétyle de potassium et de potassium et le phosphate d'alkyle c20-22 présente une structure moléculaire unique et deux avantages. Une extrémité est un groupe acide phosphorique fortement polaire, qui peut produire une forte interaction ionique avec la phase aqueuse et lier fermement les molécules de la phase aqueuse. L'autre extrémité est une structure alkyle hydrophobe à longue chaîne, qui peut ancrer profondément la phase huileuse et réaliser la forte liaison des phases huileuse et aqueuse.
Par rapport à la membrane flexible des émulsifiants PEG, les phosphates d'alkyle peuvent former une membrane interfaciale semi-rigide, la force de liaison interfaciale est grandement améliorée, la mobilité des molécules à l'interface huile-eau est considérablement réduite et la régularité et la stabilité de la structure interfaciale sont plus élevées. durci, mais possède à la fois une stabilité et une flexibilité, qui peuvent résister aux interférences de l'environnement externe et assurer la texture lisse de l'émulsion lorsqu'elle est appliquée.
S'appuyant sur les avantages uniques de la structure interfaciale, les émulsifiants alkylphosphates sont souvent utilisés dans la formulation de systèmes de suspension épaississants. Tout en assurant la stabilité de l'émulsification, ils peuvent également aider le système à épaissir et à mettre en suspension la poudre, et à résoudre les problèmes de stratification de l'émulsion et de sédimentation de la poudre en un seul arrêt. Convient aux produits de maquillage et de protection solaire très demandés.
III.Organisation des phases et caractéristiques des zones de phases
Sur la base des différentes caractéristiques filmogènes interfaciales, la morphologie de l'organisation des phases, la plage des zones de phase et la résistance à la dérive de phase des deux types d'émulsifiants dans le système O/W sont considérablement différenciées. C’est également la principale source de la différence de stabilité dans la formule. La différence critique entre les deux peut être clairement distinguée du point de vue du diagramme de phases.
3.1 Système émulsifiant PEG
La gamme de régions de phase O/W des émulsifiants PEG est relativement large, et la valeur HLB peut être ajustée pour s'adapter à une variété de systèmes de graisse, et la formule est hautement adaptable, ce qui est également la principale raison de sa grande popularité. Cependant, l'inconvénient de ce système est que la stabilité de phase est mauvaise et qu'il est sensible à la température, à l'électrolyte et à la durée de stockage.
3.2 Système alkylphosphate
La région de phase O/W des émulsifiants phosphate d'alkyle est relativement concentrée, ce qui nécessite une plus grande précision du rapport de formule, mais en échange d'une stabilité de phase extrêmement forte. Le réseau d'interface quasi-structuré qu'il construit a une structure stable, n'est pas sensible aux perturbations de température, d'électrolyte et de force externe, et il n'y a presque aucun problème de dérive de phase.
Lors de l'utilisation d'une quantité appropriée d'ingrédients actifs liposolubles tels que le palmitate d'ascorbyle dans le système de formule, le système phosphate d'alkyle peut être compatible de manière stable avec diverses substances actives, et il n'y aura aucun problème de désémulsification du système et d'inactivation des composants, et il convient à la recherche, au développement et à la production d'émulsions à haute valeur ajoutée.
Comparaison des performances des applications IV.Macro
Les différences de comportement des phases microscopiques se refléteront finalement intuitivement dans les propriétés macroscopiques de l'émulsion finie, notamment la stabilité de la viscosité, la texture de la peau, la stabilité de la résistance aux intempéries et d'autres dimensions, et les scénarios applicables des deux types d'émulsifiants sont directement divisés.
4.1 Stabilité de la viscosité
Les émulsifiants PEG eux-mêmes n'ont presque aucune capacité épaississante, et la viscosité du système dépend de l'ajustement de polymères et d'épaississants supplémentaires, et le système de viscosité global est passif et fragile. Dans le même temps, le système PEG est très sensible aux électrolytes. Après avoir ajouté des minéraux et des composants électrolytiques actifs à la formule, celle-ci est sujette à des baisses soudaines de viscosité, à un amincissement du système et à une mauvaise stabilité au stockage.
Le système phosphate d'alkyle a la capacité de s'épaissir activement et la structure d'accumulation interfaciale régulière peut directement fournir un support de viscosité au système. Il n'est pas nécessaire d'ajouter beaucoup d'épaississants exogènes et la viscosité du système est plus naturelle et stable. En même temps, son excellente tolérance aux électrolytes peut être adaptée à divers additifs, les fluctuations de viscosité de stockage à long terme sont minimes et le produit fini est dans un état plus stable.
4.2 Performances de la texture de la peau
La lotion système PEG est douce à appliquer et légère à utiliser.
La sensation cutanée du système phosphate d'alkyle est plus avantageuse. S'appuyant sur la structure d'interface semi-rigide, il présente une texture structurée et lisse lors de l'application, et la texture est uniforme et délicate.
V. Débarquement de produits exclusifs
Compte tenu des problèmes actuels de formulation des lotions de beauté et de soins de la peau, deux émulsifiants de phosphate d'alkyle de qualité verte PHSPTER™16PK et PHSPTER™922P, s'appuyant sur les avantages du comportement de phase différencié, s'adaptent avec précision aux différents scénarios de recherche et de développement d'émulsion H/E, en tenant compte de la stabilité, de la sensation cutanée et de la fonctionnalité.
5.1 PHSPTER™16PK :
L'INCI est appelé phosphate de cétyle de potassium.
Son principal avantage est une excellente résistance à l’eau. Une fois le film formé, un film imperméable uniforme et respirant peut être formé sur la surface de la peau, ce qui peut améliorer efficacement la capacité imperméable de la crème solaire et des produits sans maquillage à retenir le maquillage, et éviter le problème de la transpiration, du maquillage taché par l'eau et de la crème solaire. En même temps, la peau est extrêmement légère, sans film épais, et convient aux crèmes de maquillage légères, aux crèmes solaires hydratantes, aux lotions de soin rafraîchissantes et à d'autres produits. est de 1 à 5 %.
5.2 PHSPTER™922P
INCI est nommé phosphate d'alkyle c20-22, phosphate de stéaryle et alcool béhénylique.
L'apparence est constituée de particules blanches. En tant que système émulsifiant de type squelette à haute stabilité, ce produit se concentre sur l’optimisation de la capacité d’épaississement du système sur la base du maintien d’une excellente résistance à l’eau.
Comparé aux émulsifiants monophosphates et aux émulsifiants PEG, le 922P s'adapte aux scènes couvrant des produits haut de gamme tels que les crèmes de maquillage à haute stabilité, les crèmes solaires à fort grossissement et les lotions de maquillage en poudre. Le dosage recommandé de la formule est également de 1 à 5 %. Il a une grande adaptabilité et un fonctionnement simple. C'est la matière première privilégiée pour les scènes de maquillage émulsifiant.
VI.Résumé de la sélection des formules
Dans la sélection de la formule, si vous recherchez une émulsification rapide, une texture extrêmement rafraîchissante et légère et contrôlez le coût des matières premières, les lotions de soin de la peau ordinaires et les lotions hydratantes de base peuvent choisir des émulsifiants PEG pour répondre aux besoins d'émulsification de base. Cependant, si le produit a besoin d'une stabilité durable, d'un maquillage imperméable, d'une dispersion uniforme de la poudre, d'une résistance au gel-dégel à haute température ou de catégories à forte demande telles que la crème solaire, la crème de maquillage et la lotion de maquillage haut de gamme, les émulsifiants de phosphate d'alkyle sont le meilleur choix.
Parmi eux, PHSPTER™16PK est principalement léger et résistant à l'eau, adapté aux émulsions haut de gamme légères et hydratantes, et PHSPTER™922P est principalement épaississant à haute stabilité, adapté aux produits de maquillage en poudre, à haute stabilité et à haute tenue. Les deux produits couvrent avec précision les principaux besoins en formules des émulsions H/E haut de gamme.
