Perché gli emulsionanti con lo stesso valore HLB hanno prestazioni diverse?
Facendo ricerche sull'elenco delle materie prime e verificando le ricette, devo occuparmi dei valori HLB quasi ogni giorno. Che si tratti dell'utilizzo quotidiano di lozioni acquose, creme idratanti o dello sviluppo di creme solari, trucco e prodotti per la cura, tutti guarderanno per la prima volta il valore di equilibrio idrofilo e oleofilo dell'emulsionante. Nel corso del tempo, molte persone hanno formato un pensiero fisso: finché i valori HLB dei due emulsionanti sono abbinati, l'effetto di utilizzo non sarà molto peggiore.
Dopo aver iniziato e fatto pratica, molte persone si troveranno ad affrontare una situazione: due emulsionanti con esattamente lo stesso valore HLB sono confezionati nella stessa formula e lo stato del prodotto finito è molto diverso. Alcuni campioni hanno ancora una struttura uniforme dopo un mese e alcuni vengono stratificati e sbiancati in pochi giorni; alcuni sono idratati e rinfrescanti, altri vengono innaffiati con un tocco d'acqua, altri sono appiccicosi e pesanti quando applicati e la sensazione di pelle soffocante è evidente. Anche il colore e la finezza visti ad occhio nudo si distinguono chiaramente.
Molti formulatori alle prime armi sono confusi al riguardo. Ovviamente le norme di riferimento sono le stesse. Perché l'effetto di atterraggio è diverso? In effetti, la risposta è molto semplice: HLB è solo un numero di riferimento, non è l'unico metro per giudicare la forza degli emulsionanti. Nel campo della ricerca e dello sviluppo quotidiano di prodotti chimici, fare affidamento su un unico valore per selezionare le materie prime è di per sé un malinteso facile da calpestare.
I numeri sono solo apparenze e la struttura molecolare è lo sfondo interiore.
La logica di calcolo del valore HLB è contare il rapporto tra il gruppo idrofilo e il gruppo oleofilo dell'emulsionante, il che equivale a creare una semplice etichetta per la materia prima, che non può mostrare la complessa morfologia molecolare. Ciò significa anche che lo stesso valore non significa che la struttura molecolare è simile.
Sul mercato esiste un'ampia gamma di emulsionanti, tra cui struttura in poliossietilene, struttura in poliglicerolo, catena di grasso lunga, molecole a catena ramificata..., quindi anche se si utilizzano le stesse materie prime HLB, i modelli di comportamento nel sistema olio-acqua sono molto diversi. Quando il grasso viene disperso nell'acqua, l'emulsionante si raccoglie attivamente sulla superficie delle goccioline d'olio per formare una pellicola protettiva. La densità, la tenacità e la disposizione di questa pellicola determinano la stabilità dell'intero sistema.
Alcuni emulsionanti hanno disposizioni molecolari compatte e il film protettivo che costruiscono è solido e denso, in grado di trattenere saldamente le goccioline d'olio e resistere a influenze esterne come cambiamenti di temperatura e urti durante il trasporto. Esistono anche alcuni emulsionanti dello stesso valore. Le molecole sono disposte sciolte e il film formato è sottile e fragile. Dopo una piccola alternanza di caldo e freddo, l'intera struttura dell'emulsione verrà distrutta. Nella produzione effettiva, al fine di rafforzare la capacità portante del sistema, molte formule funzioneranno in sinergia con il copolimero di sodio acriloildimetil taurato e utilizzeranno il sistema di sospensione addensante per colmare le carenze e mantenere ulteriormente la stabilità del prodotto.
A parte la capacità di formare film, la lunghezza e la morfologia ramificata della catena molecolare modificheranno anche le proprietà di base dell'emulsionante dalla causa principale. Lo stesso valore HLB, la velocità di adsorbimento e l'occupazione dello spazio delle molecole a catena lineare e delle molecole a catena ramificata all'interfaccia non sono gli stessi. Queste sottili differenze che non possono essere viste ad occhio nudo finiranno per essere amplificate fino a creare un enorme divario nelle prestazioni del prodotto finito.
L’adattabilità della fase oleosa ha più diritto di parola rispetto alla corrispondenza digitale
Fare ricette è come costruire blocchi. Gli emulsionanti sono connettori e tutti i tipi di oli e grassi sono i moduli principali. Non importa quanto siano belli i parametri del connettore, non corrispondono al modulo e l'intera struttura non può ancora essere utilizzata normalmente. Questo è anche il più grande difetto del valore HLB: non può riflettere il rapporto di adattamento tra l'emulsionante e il grasso.
Esistono molti tipi di oli e grassi utilizzati nelle formule chimiche quotidiane e la polarità e le caratteristiche molecolari dei diversi oli e grassi sono diverse. L'alchil benzoato C12 15 comunemente usato, gli oli vegetali, gli esteri sintetici, gli isoalcani, ecc. dispersione.
Per fare un esempio molto intuitivo, per oli e grassi polari non polari, è possibile integrare rapidamente nel sistema emulsionanti altamente adattabili per ottenere il miglior equilibrio olio-acqua, mentre un altro emulsionante dello stesso valore, anche se i parametri teorici sono conformi allo standard, separerà lentamente olio e acqua a causa dell'insufficiente compatibilità con il grasso. Rispetto al valore, l'adattamento tra grasso ed emulsionante è la chiave per determinare il successo o il fallimento dell'emulsificazione.
Sensazione, aspetto e struttura della pelle
Gli emulsionanti con lo stesso valore HLB possono creare un prodotto con una sensazione sulla pelle che può andare in due direzioni diverse. Alcuni emulsionanti hanno un'eccellente capacità di formazione di strutture a cristalli liquidi. Durante il processo di applicazione, l'umidità interna verrà rilasciata lentamente, il tocco sarà delicato e setoso e la sensazione di idratazione sarà completa. Che si tratti di una lozione quotidiana per la cura della pelle o di una crema solare leggera, è molto adatta. Altri tipi di emulsionanti tendono a formare un film oleoso chiuso, che è pieno di potere idratante, ma la duttilità si deteriora e il film pesante farà sentire la pelle grassa e la pelle grassa mista soffocante.
La linea di vista ricade quindi sull'aspetto del prodotto, la dimensione delle particelle delle goccioline di latte determina direttamente la consistenza visiva e la dimensione delle particelle è determinata anche dalla struttura dell'emulsionante. Le emulsioni con dimensioni delle particelle piccole e uniformi sembrano trasparenti e delicate e hanno un pieno senso di alta qualità. I sistemi con grandi gocce di latte appariranno fangosi e pesanti nel loro insieme. Soprattutto nel settore del trucco, tali differenze saranno amplificate all'infinito. Nei prodotti pre-trucco, correttori e soft-focus, molte formule aggiungeranno il polimero incrociato Dimethicone vinil dimeticone per ottimizzare la texture. Con diversi emulsionanti, anche l'effetto soft focus finale e il tocco setoso hanno le proprie caratteristiche. Queste prestazioni di utilizzo intensivo non possono essere previste in anticipo facendo affidamento sui valori HLB.
La stessa categoria di trucco ha requisiti più speciali per le materie prime e ha anche generato un esclusivo sistema di applicazione, il sistema di emulsione speciale per il trucco Emulsifier, che ha standard diversi dalle normali formule per la cura della pelle. I requisiti di compatibilità delle polveri, velocità di formazione del film e capacità di trattenere il trucco vengono sovrapposti strato dopo strato. Anche se il valore HLB di molti emulsionanti convenzionali è conforme allo standard, è difficile soddisfare le esigenti esigenze del trucco. Questo è anche un motivo importante per cui gli emulsionanti per la cura della pelle e gli emulsionanti per il trucco non possono essere mescolati. Il motivo.
La formula è un progetto complessivo e un singolo parametro non può supportare un sistema completo.
La moderna formula chimica quotidiana, l'abbinamento dei composti e la sinergia di più materie prime sono il gameplay principale del settore. Un prodotto finito qualificato contiene dozzine di materie prime come emulsionanti, addensanti, principi attivi, conservanti e aromi. Tutti gli ingredienti si influenzano e si limitano a vicenda per formare un sistema completo.
Il valore HLB è impostato per un singolo emulsionante e il valore di riferimento diminuirà significativamente a fronte di intricati sistemi di ligandi complessi. Gli elettroliti, le sostanze attive e i polimeri ad alto peso molecolare nella formula modificheranno tutti il comportamento interfacciale originale dell'emulsionante. Le prestazioni stabili originali dell'emulsionante, dopo essere stato combinato con un ingrediente attivo specifico, il loro stato potrebbe diminuire drasticamente, mentre un altro emulsionante con lo stesso valore HLB può coesistere armoniosamente con varie materie prime per mantenere la stabilità del sistema.
È proprio per questo che la ricerca e lo sviluppo di formule professionali non considereranno HLB come la risposta finale. Quando si selezionano le materie prime, tutti utilizzeranno prima HLB per delineare l'intervallo approssimativo, quindi testarli uno per uno in base alle caratteristiche dell'olio, alla struttura molecolare, ai requisiti di sensibilità sulla pelle e agli scenari di applicazione. Dalla permanenza a temperatura ambiente, alla circolazione ad alte e basse temperature, alla simulazione delle vibrazioni di trasporto, dopo cicli di test, la vera forza dell'emulsionante dello stesso valore sarà completamente rivelata.
Osserva razionalmente il valore HLB: è il punto di partenza, non il punto finale
Oggettivamente parlando, l'HLB, in quanto teoria classica utilizzata da molti anni, è una conoscenza essenziale per iniziare con le formule. Può aiutare i professionisti a distinguere rapidamente tra proprietà idrofile e oleofile, completare lo screening preliminare delle materie prime e trovare la direzione generale per la costruzione della formula. Per la rapida eliminazione di materie prime ovviamente non corrispondenti, HLB ha ancora un valore pratico insostituibile.
Tuttavia, la tecnologia del settore è in costante aggiornamento e la domanda di prodotti sta diventando sempre più raffinata. L'idea di fare affidamento solo su un unico parametro per la ricerca e lo sviluppo non manterrà il passo con l'attuale ritmo del mercato. Dalla cura della pelle, al trucco, i consumatori hanno requisiti sempre più elevati in termini di stabilità del prodotto, sensazione sulla pelle, valore estetico ed esperienza. Ciò richiede ai formulatori di pensare al di fuori del regno digitale e acquisire una comprensione approfondita delle proprietà molecolari, del comportamento dell’interfaccia e della compatibilità degli emulsionanti.
Nel campo odierno della ricerca e dello sviluppo chimico quotidiano, sapere come distinguere i limiti di HLB e combinare tutto il pensiero sistemico per progettare la formula è la capacità fondamentale per basarsi sul settore. Un semplice valore HLB può aprirti le porte alla formula, ma se vuoi creare un prodotto di alta qualità, stabile ed eccezionale, fai sempre affidamento su una comprensione completa delle materie prime, dei sistemi e degli scenari applicativi.
Smetti di essere vincolato da un unico numero di idee e salta fuori dalle incomprensioni, per poter andare oltre sulla strada della ricerca e dello sviluppo delle formule.
