Kosmeetilised emulsioonpreparaadid

Võrreldavalt väikeste õlikomponentide koguste lahustumine loputus- ja šampoonivalemites näitab alküülpolüglükosiidide põhilisi emulgeerimisomadusi, mida mitteioonsete pindaktiivsete ainetena oodatakse. Alküülpolüglükosiidide kui võimsate emulgaatorite hindamiseks koos sobivate hüdrofoobsete koemulgaatoritega on aga vaja korralikult mõista faasikäitumist mitmekomponendilistes süsteemides. Üldiselt määrab alküülpolüglükosiidide faasidevahelise aktiivsuse süsinikuahela pikkus ja vähemal määral polümerisatsiooniaste (DP). Pindadevaheline aktiivsus suureneb alküülahela pikkusega ja on kõrgeim CMC lähedal või üle selle, väärtusega alla 1 mN/m. Vee/mineraalõli piirpinnal on C12-14 APG-l madalam pindpinevus kui C12-14 alküülsulfaadil. Puhaste alküülmonoglükosiidide (C8, C10, C12) puhul on mõõdetud n-dekaani, isopropüülmüristaadi ja 2-oktüüldodekanooli piirpindpinevust ning kirjeldatud on selle sõltuvust alküülpolüglükosiidide lahustuvusest õlifaasis. Keskmise ahelaga alküülpolüglükosiide võib kasutada emulgaatoritena õli-vees emulgaatorites koos hüdrofoobsete koemulgaatoritega.

Alküülpolüglükosiidid erinevad etoksüülitud mitteioonsetest pindaktiivsetest ainetest selle poolest, et nad ei läbi temperatuuri poolt indutseeritud faasimuundumist õli-vees (O/W) emulsioonist õli-vees (W/O) emulsiooniks. Selle asemel saab hüdrofiilseid/lipofiilseid omadusi tasakaalustada hüdrofoobse emulgaatoriga, näiteks glütseriinmonooleaadiga (GMO) või dehüdreeritud sorbitoolmonolauraadiga (SML), segades. Tegelikult on alküülpolüglükosiidi emulgaatorisüsteemi faasikäitumine ja faasidevaheline pinge väga sarnased tavapärase rasvalkoholi etoksülaatide süsteemi omadega, kui faasikäitumise peamise parameetrina kasutatakse temperatuuri asemel hüdrofiilse/lipofiilse emulgaatori segamissuhet mitteetoksüülitud süsteemis.

Dodekaani, vee, laurüülglükosiidi ja sorbitaanlauraadi süsteem hüdrofoobse koemulgaatorina moodustab mikroemulsioone teatud C12-14 APG ja SML segamissuhtega 4:6 kuni 6:4 (joonis 1). Suurem SML sisaldus viib v/o emulsioonideni, samas kui suurem alküülpolüglükosiidide sisaldus annab õ/v emulsioonid. Emulgaatori kogukontsentratsiooni varieerumine põhjustab faasidiagrammil nn „Kahlweiti kala“, kus keha sisaldab kolmefaasilisi mikroemulsioone ja saba ühefaasilisi mikroemulsioone, nagu on täheldatud etoksüleeritud emulgaatorite puhul temperatuuri funktsioonina. C12-14 APG/SML segu kõrge emulgeerimisvõime võrreldes rasvalkoholi etoksülaatsüsteemiga kajastub selles, et isegi 10% emulgaatorisegust on piisav ühefaasilise mikroemulsiooni moodustamiseks.

Kahe pindaktiivse aine tüübi faasiinversiooni mustrite sarnasus ei piirdu ainult faasikäitumisega, vaid seda võib leida ka emulgeeriva süsteemi piirpingest. Emulgaatori segu hüdrofiilsed-lipofiilsed omadused saavutasid tasakaalu, kui C12-14 APG/SML suhe oli 4:6 ja piirpindpinevus oli madalaim. Märkimisväärne on väga madal minimaalne piirpindpinevus (umbes 10^-3mN/m) täheldati C12-14 APG/SML segu kasutamisel.

Alküülglükosiide sisaldavate mikroemulsioonide hulgas on kõrge faasidevahelise aktiivsuse põhjuseks see, et hüdrofiilsed alküülglükosiidid suuremate glükosiidpearühmadega ja hüdrofoobsed koemulgaatorid väiksemate rühmadega segatakse õli-vee piirpinnal ideaalses vahekorras. Hüdratsioon (ja hüdratsioonipea efektiivne suurus) sõltub temperatuurist vähem kui etoksüülitud mitteioonsete pindaktiivsete ainete puhul. Seega täheldatakse paralleelset faasidevahelist pinget ainult etoksüülimata emulgaatorisegu kergelt temperatuurist sõltuva faasikäitumise korral.

See pakub huvitavaid rakendusi, sest erinevalt rasvalkoholide etoksülaatidest suudavad alküülglükosiidid moodustada temperatuurikindlaid mikroemulsioone. Pindaktiivse aine sisalduse, kasutatava pindaktiivse aine tüübi ja õli/vee suhte varieerimise abil saab toota mikroemulsioone, millel on spetsiifilised omadused, nagu läbipaistvus, viskoossus, modifitseerivad efektid ja vahutavad omadused. Alküüleetersulfaadi ja mitteioonse pindaktiivse aine segasüsteemis oleva koemulgaatori puhul täheldatakse laienenud mikroemulsiooni pinda ja seda saab kasutada kontsentraadi või peenosakeste õli-vee emulsioonide valmistamiseks.

Hinnatud on mitmekomponendiliste süsteemide pseudoternaarseid faasikolmnurki, mis sisaldavad alküülpolüglükosiidi/SLES-i ja SML-i koos süsivesinikuga (dioktüültsükloheksaan) ning alküülpolüglükosiidi/SLES-i ja GMO-d polaarsete õlidega (dikaprüülüüleeter/oktüüldodekanool). Need näitavad heksagonaalsete faaside ja lamellaarsete faaside õli-, vee- või mikroemulsioonide pindalade varieeruvust ja ulatust sõltuvalt komponentide keemilisest struktuurist ja segamissuhtest. Kui need faasikolmnurgad asetatakse vastavatele toimivuskolmnurkadele, mis näitavad näiteks vastavate segude vahutamiskäitumist ja viskoossusomadusi, pakuvad need väärtuslikku abi formuleerijale spetsiifiliste ja hästi disainitud mikroemulsiooniformulatsioonide leidmisel näiteks näopuhastusvahendite või rasutavate vahuvannide jaoks. Näiteks saab faasikolmnurgast tuletada sobiva mikroemulsiooniformulatsiooni rasutavate vahuvannide jaoks.