مستحضرات المستحلب التجميلية

تُظهر ذوبان كميات صغيرة نسبيًا من مكونات الزيت في مستحضرات الشطف والشامبو خصائص الاستحلاب الأساسية التي يُتوقع أن تُظهرها بولي جليكوسيدات الألكيل كمواد فعالة سطحيًا غير أيونية. ومع ذلك، فإن الفهم السليم لسلوك الطور في الأنظمة متعددة المكونات ضروري لتقييم بولي جليكوسيدات الألكيل كمستحلبات فعالة عند دمجها مع مستحلبات مشتركة كارهة للماء مناسبة. بشكل عام، يُحدد النشاط السطحي لبولي جليكوسيدات الألكيل بطول سلسلة الكربون، وبدرجة أقل، بدرجة البلمرة (DP). يزداد النشاط السطحي مع طول سلسلة الألكيل، ويكون في أعلى مستوياته بالقرب من CMC أو فوقه بقيمة أقل من 1 ملي نيوتن/متر. عند السطح البيني للماء/الزيت المعدني، يُظهر APG C12-14 توترًا سطحيًا أقل من التوتر السطحي لكبريتات ألكيل C12-14 لكلٍّ من ن-ديكان، وميريستات إيزوبروبيل، و2-أوكتيل دوديكانول. وقد قُيست هذه التوترات لأحادي جلوكوزيدات ألكيل نقية (C8، C10، C12)، ووُصف اعتمادها على ذوبان بولي جليكوزيدات ألكيل في الطور الزيتي. يمكن استخدام بولي جليكوزيدات ألكيل متوسطة السلسلة كمستحلبات لمستحلبات الزيت/الماء مع مستحلبات الكوبالت الكارهة للماء.

تختلف بولي جليكوسيدات الألكيل عن المواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية الميثوكسيلية في أنها لا تخضع للتحول الطوري الناجم عن درجة الحرارة من مستحلبات الزيت في الماء (O / W) إلى مستحلبات الزيت في الماء (W / O). بدلاً من ذلك، يمكن موازنة الخصائص المحبة للماء / المحبة للدهون عن طريق الخلط مع مستحلب كاره للماء مثل أحادي أوليات الجلسرين (GMO) أو أحادي لوريت السوربيتول المجفف (SML). في الواقع، فإن سلوك الطور والتوتر السطحي لنظام مستحلب بولي جليكوسيد الألكيل يشبه إلى حد كبير تلك الموجودة في نظام إيثوكسيلات الكحول الدهنية التقليدية إذا تم استخدام نسبة خلط المستحلب المحب للماء / المحب للدهون في النظام غير الميثوكسيلي بدلاً من درجة الحرارة كمعلمة سلوك الطور الرئيسية.

يُشكّل نظام الدوديكان والماء ولوريل جلوكوزيد ولوريت السوربيتان، كمستحلب مشترك كاره للماء، مستحلبات دقيقة بنسبة خلط محددة من C12-14 APG إلى SML تتراوح بين 4:6 و6:4 (الشكل 1). تُنتج نسبة SML الأعلى مستحلبات بدون/بدون، بينما تُنتج نسبة بولي جليكوسيد ألكيل الأعلى مستحلبات زيتية/سائلة. يؤدي تباين تركيز المستحلب الكلي إلى ما يسمى "سمكة كاهلويت" في مخطط الطور، حيث يحتوي الجسم على مستحلبات دقيقة ثلاثية الطور والذيل على مستحلبات دقيقة أحادية الطور، كما هو موضح مع المستحلبات الإيثوكسيلية كدالة لدرجة الحرارة. تنعكس قدرة الاستحلاب العالية لخليط C12-14 APG/SML مقارنة بنظام إيثوكسيلات الكحول الدهني في حقيقة أن حتى 10٪ من خليط المستحلب كافية لتشكيل مستحلب دقيق أحادي الطور.

لا يقتصر تشابه أنماط انعكاس الطور لنوعي المواد الخافضة للتوتر السطحي على سلوك الطور فحسب، بل يمكن ملاحظته أيضًا في توتر السطح البيني لنظام الاستحلاب. وصلت الخواص المحبة للماء والدهون لخليط المستحلب إلى حالة التوازن عندما كانت نسبة C12-14 APG/SML 4:6، وكان توتر السطح البيني في أدنى مستوياته. والجدير بالذكر أن توتر السطح البيني الأدنى منخفض جدًا (حوالي 10^-3تمت ملاحظة (mN/m) باستخدام خليط C12-14 APG/SML.

من بين الجليكوسيدات الألكيلية المحتوية على مستحلبات دقيقة، يعود سبب ارتفاع نشاط السطح البيني إلى خلط الجليكوسيدات الألكيلية المحبة للماء ذات مجموعات رأس الجلوكوسيد الأكبر مع المستحلبات المشتركة الكارهة للماء ذات المجموعات الأصغر عند السطح البيني للزيت والماء بنسبة مثالية. يعتمد الترطيب (والحجم الفعال لرأس الترطيب) بشكل أقل على درجة الحرارة مقارنةً بالمواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية المُثوكسيلية. وبالتالي، يُلاحظ توتر سطحي متوازي فقط في سلوك الطور الذي يعتمد بشكل طفيف على درجة الحرارة لخليط المستحلب غير المُثوكسيلي.

يُوفر هذا تطبيقاتٍ مثيرة للاهتمام، إذ يُمكن للجليكوسيدات الألكيلية، على عكس إيثوكسيلات الكحول الدهنية، تكوين مستحلبات دقيقة مستقرة في درجات الحرارة. ومن خلال تغيير محتوى المادة الخافضة للتوتر السطحي، ونوع المادة الخافضة للتوتر السطحي المستخدمة، ونسبة الزيت إلى الماء، يُمكن إنتاج مستحلبات دقيقة بخصائص مُحددة، مثل الشفافية، واللزوجة، وتأثيرات التعديل، وخصائص الرغوة. يُلاحظ اتساع مساحة المستحلب الدقيق، كمستحلب مُشارك في النظام المُختلط من كبريتات إيثر الألكيل والجزيئات غير الأيونية، ويمكن استخدامه لصياغة مستحلبات زيت-ماء مُركزة أو دقيقة.

أُجري تقييمٌ لمثلثات الطور شبه الثلاثية لأنظمة متعددة المكونات تحتوي على ألكيل بولي جليكوسيد/SLES وSML مع هيدروكربون (ثنائي أوكتيل سيكلوهكسان) وألكيل بولي جليكوسيد/SLES وكائنات معدلة وراثيًا مع زيوت قطبية (ديكابريليل إيثر/أوكتيل دوديكانول). تُظهر هذه المثلثات تباينًا واتساعًا في مساحات المستحلبات المائية/المائية، أو المائية/المائية، أو المستحلبات الدقيقة للأطوار السداسية والأطوار الصفائحية، وذلك اعتمادًا على التركيب الكيميائي ونسبة خلط المكونات. إذا طُبقت مثلثات الطور هذه على مثلثات أداء متطابقة، مما يُشير، على سبيل المثال، إلى سلوك الرغوة وخصائص اللزوجة للمخاليط المقابلة، فإنها تُوفر مساعدةً قيّمةً للمُصنِّع في إيجاد تركيبات مستحلب دقيق مُحددة وجيدة التصميم، مثل منظفات الوجه أو حمامات رغوة إعادة التزييت. على سبيل المثال، يُمكن استخلاص تركيبة مستحلب دقيق مناسبة لحمامات رغوة إعادة التزييت من مثلث الطور.