Wir sind seit über 20 Jahren globaler Lieferant von Maschinen für die Kosmetik-, Lebensmittel- und Pharmaproduktionslinie. Speziell für die Herstellung von Mixern verfügt das Unternehmen bereits über umfangreiche eigene Herstellungserfahrungen und fortschrittliche Technologie in der Fabrik in der Provinz Jiangsu.
Für die Herstellung von Mixern kann es je nach Bedarf angepasst werden. Da es sich bei der Maschine um eine optionale Vakuum-, Misch-, Heiz-, Homogenisatorfunktion für Emulsion usw. handelt. Daher wird die Maschine basierend auf dem spezifischen Herstellungsprozess des Produkts hergestellt.
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Nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik sind die meisten Hautpflegeprodukte von Natur aus instabil, da es sich bei diesen Produkten um eine Kombination aus zwei oder mehr Substanzen handelt, die sich nicht miteinander vermischen. Um die Haltbarkeit zu gewährleisten, müssen diese Produkte mit geeigneten Stabilisatoren ergänzt werden. Typischerweise werden als Emulgatoren ionische oder nichtionische Tenside zugesetzt.
Man geht davon aus, dass solche Amphiphile mit niedrigem Molekulargewicht dazu führen, dass Kosmetika nicht mit der Haut kompatibel sind. Daher ist die Kosmetikindustrie auf der Suche nach tensidfreien Lotionen, die herkömmliche Formulierungen ersetzen können. Um ausreichend stabile und ästhetisch ansprechende Produkte herzustellen, sind Polymeremulgatoren oder feste Partikel als Stabilisatoren die vielversprechendsten Alternativen.
Zusätzlich zu herkömmlichen Formulierungsmethoden können Emulsionen durch den Einsatz geeigneter Makromoleküle anstelle von niedermolekularen Tensiden stabilisiert werden. Die Stabilität der Emulsion wird häufig durch die Zugabe von Polymeren zur Verdickung und Erhöhung der Ausbeute der kontinuierlichen Phase verbessert.
Um die Leistung zu verbessern, können jedoch Tensidpolymere wie Hydroxypropylmethylcellulose oder Carbomer 1342 als primärer Emulgator verwendet werden. Diese Polymere bilden strukturierte Grenzflächenfilme, die die Koaleszenz von Öltröpfchen erfolgreich verhindern. In diesem Fall ist der stabilisierende Effekt der Erhöhung der Viskosität der äußeren Phase unbedeutend.
Solche Formulierungskonzepte werden oft als Hydrolipiddispersionen oder wässrige Dispersionsgele bezeichnet, die sich besser für Sonnenschutzprodukte eignen und daher als „emulgatorfreie“ Formulierungen bezeichnet werden. Aus physikalischer und chemischer Sicht ist dies falsch. (Laut der International Union of Pure and Applied Chemistry werden die Eigenschaften eines Emulgators wie folgt definiert: Ein Emulgator ist ein Tensid. Es verringert die Grenzflächenspannung des Lösungsmittelmediums und wirkt sich daher bei einer geringen Menge positiv auf die Adsorption aus Emulgator kann die Bildung von Emulsionen fördern oder deren kolloidale Stabilität erhöhen, indem er eine oder beide der Aggregations- und Koaleszenzraten verringert.)
Was diese Formulierungen von durch „herkömmliche“ Emulgatoren stabilisierten Emulsionen unterscheidet, ist ihre Fähigkeit, Reizungen hervorzurufen: Polymeremulgatoren haben ein hohes Molekulargewicht und können daher nicht in die Hornschicht eindringen. Daher sind unerwünschte Wechselwirkungen wie Mallorca-Akne nicht zu erwarten. Deshalb werden sie auch als „emulgatorfrei“ bezeichnet. Tabelle 1 zeigt einige klassische Beispiele.
Als Polymeremulgator in Formel A wurde ein Acrylat/C10-30-Alkylacrylat-Kreuzpolymer verwendet. Als Costabilisatoren wurden Hydroxypropylmethylcellulose und Polyacrylsäure verwendet. Das Acrylcopolymer ist ein Polymeremulgator Carbomer 1342, modifiziert mit einem C10-30-Alkylacrylat und vernetzt mit Allylpentaerythrit.
Der lipophile Alkylacrylat-Anteil wird vom hydrophilen Acrylsäure-Anteil dominiert. Das resultierende Makromolekül hat ein Molekulargewicht von 4 x 109. Das Material löst sich nicht auf, dehnt sich jedoch bei Neutralisierung mit einer geeigneten Base um das bis zu 1000-fache aus.
Carbomer-Polymer-Emulgatoren bilden in einer wässrigen Phase mit niedriger Elektrolytkonzentration eine dicke schützende Gelschicht um jeden Öltropfen, wobei hydrophobe Alkylketten in der Ölphase verankert sind. Standarddosierungen von Polymeremulgatoren von nur 0,1 % bis 0,3 % sind erforderlich, um bis zu 20 % des Öls zu emulgieren.
Kommt die Lotion mit einer elektrolythaltigen Hautoberfläche in Kontakt, wird sie instabil, da die schützende Gelschicht sofort aufquillt. Nach dem Entfernen der Ölphase verbleibt ein dünner Ölfilm auf der Haut. Mit diesem Verfahren können auf einfache Weise Sonnenschutzprodukte hergestellt werden, die trotz ihrer hydrophilen Eigenschaften während der Anwendung wasserbeständig sind.
Durch Acrylat/C10-30-Alkylacrylat-Kreuzpolymere stabilisierte Emulsionen können durch direkte oder indirekte Methoden hergestellt werden (siehe Tabelle 2).
Tabelle 2 Schema zur Herstellung wasserdispergierter Gele unter indirekter oder direkter Verwendung von Polymeremulgatoren
Um den mechanischen Abbau hochmolekularer Polymeremulgatoren zu verhindern, sollten Hochdurchsatzhomogenisatoren mit Vorsicht verwendet werden, da dies die Stabilität der Emulsion verringern kann. Typischerweise beträgt der durchschnittliche Tröpfchendurchmesser solcher Zusammensetzungen 20–50 μm. Dies hat jedoch keinen negativen Einfluss auf die Stabilität des Körpers.
Werden aus ästhetischen Gründen feindisperse Systeme (1-5 Mikrometer) gewählt, empfiehlt sich die Zugabe eines amphiphilen Co-Emulgators, beispielsweise Sorbitanmonooleat. Allerdings können solche Formeln niemals als „emulgatorfrei“ bezeichnet werden.
Obwohl es sich bei Formulierung B (siehe unten in Tabelle 1) ebenfalls um eine Hydrolipiddispersion handelt, wird als Polymeremulgator nur Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) verwendet.
Zusammensetzungen, die HPMC als Polymeremulgator verwenden, sind gegenüber Elektrolyten weniger reaktiv als Wasser-Lipid-Dispersionen, die den Polymeremulgator Carbomer 1342 verwenden. Daher bleiben Öl/Wasser-Emulsionen, in denen die Salzlösung der externen Phase verwendet wird, während der Lagerung stabil.
Durch mechanische Beanspruchung beim Auftragen auf die Haut kann die Lotion teilweise zerstört werden und einen dünnen öligen Film auf der Haut bilden, der die Hautfeuchtigkeit minimiert. Nachdem das Wasser verdunstet ist, verbleibt ein Teil der Lotion auf der Haut und bildet einen flexiblen Film, in dem Öltröpfchen in einer Polymermatrix fixiert werden.
HPMC-stabilisierte Emulsionen werden mit einem Rotor-Stator-Homogenisator wie dem Ultra Turrax® hergestellt. Der Homogenisator erzeugt kleine Tröpfchen mit einer Größe von 2–5 µm. Durch den hohen Energieeintrag durch Ultraschall- oder Hochdruckhomogenisierung können Nanoemulsionen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 100–500 nm hergestellt werden.
Durch HPMC stabilisierte Nanoemulsionen können aus der flüssigen Lipidphase kalt verarbeitet werden. Um die rohe Voremulsion zu erhalten, wurden die flüssige Ölphase und die wässrige Polymerlösung bei Raumtemperatur kombiniert. Die Voremulsion wird mehrmals durch einen Hochdruckhomogenisator bei 20–90 MPa geleitet, um die endgültige Nanoemulsion zu erhalten.
Obwohl es technisch problemlos möglich ist, den Druck über den optimalen Bereich hinaus weiter zu erhöhen, führt dies in der Regel zu größeren Tröpfchengrößen und erreicht nicht die gewünschte höhere Dispersion. Dieses Phänomen wird als Überverarbeitung bezeichnet und ist ein häufiges Merkmal polymerstabilisierter Emulsionen.
Eine weitere Besonderheit von HPMC-stabilisierten Emulsionen besteht darin, dass sie ohne wesentliche Verschlechterung ihrer Qualität im Autoklaven sterilisiert werden können. Dies liegt daran, dass sie einen thermoreversiblen Sol-Gel-Übergang aufweisen. Bei Temperaturen über 60 °C verdickt sich die äußere Phase und verhindert die Bewegung dispergierter Öltröpfchen.
Die Tropfen können nicht kollidieren und die Verschmelzungsgeschwindigkeit ist nahezu vernachlässigbar. So können Formulierer Öl-in-Wasser-Emulsionen ohne Konservierungsstoffe herstellen, wenn rekontaminationsbeständige Verpackungen verwendet werden.
Wie bereits erwähnt, können Emulsionen auch allein durch den viskositätsoptimierenden Effekt der Zugabe von Polymeren wie Carbomeren (Polyacrylsäure) stabilisiert werden. Diese Formulierungen werden „Quasi“-Emulsionen genannt, da die stabilisierende Wirkung des Polymers keine Grenzflächenaktivität beinhaltet. Geeignete kommerzielle Produkte, oft „Balsame“ genannt, enthalten normalerweise kleine Mengen an Lipiden, die in einem Hydrogel dispergiert sind.
Die feine Dispersion der Lipide sorgt für physikalische Stabilität und ausreichende Haltbarkeit. Diese Maßnahme und die Fließspannung der äußeren Phase minimieren den Tropfenfluss und unterdrücken dadurch wirksam die Emulgierung und Koaleszenz von Öltröpfchen.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 23. November 2023