Série Span de força do núcleo do emulsificante de baixo HLB (ésteres de sorbitano)
No campo de surfactantes não iônicos de matérias-primas cosméticas, em comparação com a série Twain com grande conhecimento do público, a série Span é amplamente utilizada, mas raramente é bem conhecida por pessoas fora da indústria.
Do ponto de vista da definição da indústria, a série Span geralmente se refere a uma classe de surfactantes não iônicos, cujo nome comum é ésteres de sorbitano. O nome “Span” é derivado da transliteração de seu nome comercial “Span”. Desde que foi desenvolvido com sucesso pela Atlas na década de 1940, após décadas de popularização e aplicação, este nome comum ficou profundamente enraizado nos corações das pessoas e tornou-se um nome convencional na indústria. É simples, fácil de lembrar e altamente reconhecível. Em aplicações reais de produção e formulação, a indústria está mais acostumada a chamar diferentes tipos de produtos na forma de “Span+número”. Entre eles, Span 20, Span 40, Span 60, Span 80 e Span 85 são os cinco modelos principais que são atualmente os mais utilizados e mais procurados no mercado. Cada um possui características únicas e se adapta às necessidades de formulação de diferentes cenários.
Remontando à essência e à fonte estrutural da série Span, sua definição central é clara e clara: é um surfactante de éster de ácido graxo que é esterificado com ácidos graxos após o sorbitano ser desidratado para formar o sorbitano. Em comparação com a série Tween, que também é um surfactante não iônico, a principal diferença entre a série Span é que não há cadeia de polioxietileno em sua estrutura molecular - esta diferença estrutural determina diretamente que a hidrofilicidade da série Span é menor do que o da série Tween, o que por sua vez leva ao seu baixo valor HLB e à preferência geral pela fase oleosa. Ele também cria suas vantagens exclusivas no sistema óleo em água e na fórmula de alta correspondência de óleo, que se complementam com a série Tween para atender em conjunto às necessidades de emulsificação de diferentes sistemas.
Do ponto de vista da composição estrutural, a estrutura molecular da série Span é relativamente simples e é composta principalmente por duas partes: primeiro, o Sorbitano, que é gerado pelo Sorbitol após a reação de desidratação, é a base para a formação do esqueleto molecular do Span, e sua própria estrutura de grupo hidroxila fornece as condições necessárias para a subsequente reação de esterificação com ácidos graxos. Diferentes tipos de placas divisórias utilizam diferentes fontes de ácidos graxos. Os mais comuns são ácido láurico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido oleico, etc. Esta também é a chave central para distinguir diferentes modelos Span e determinar suas diferenças características. Vale ressaltar que com a otimização contínua do processo de produção, a preparação da série Span pode agora reduzir efetivamente o consumo de energia de reação, otimizando a temperatura de desidratação e introduzindo um catalisador de transferência de fase, melhorando a pureza do produto, resolvendo os problemas de cor escura e alta viscosidade em processos tradicionais, e promovendo o desenvolvimento de produtos Span no direção de alta qualidade.
Do ponto de vista da aplicação da fórmula, as principais características da série Span são excelentes. Com suas três vantagens principais, tornou-se uma matéria-prima necessária em fórmulas multissetoriais. As suas vantagens não se reflectem apenas no desempenho emulsionante, mas também em termos de compatibilidade, estabilidade, etc. Apresenta forte competitividade e adapta-se às exigentes necessidades dos diferentes cenários.
Como surfactante não iônico, a principal vantagem da série Span é sua excelente compatibilidade e estabilidade eletrolítica. Ao contrário dos surfactantes iônicos, as moléculas da série Span não são carregadas, o que a torna bem compatível com surfactantes catiônicos e aniônicos, vários ingredientes ativos e matérias-primas funcionais. Não há necessidade de se preocupar com estratificação, precipitação, turbidez e outros problemas da fórmula, o que reduz a dificuldade de desenvolvimento da fórmula. Ao mesmo tempo, não é sensível a eletrólitos. Mesmo em fórmulas contendo eletrólitos como sais e minerais, pode manter propriedades emulsificantes e dispersantes estáveis, e não afetará o efeito do produto devido à presença de eletrólitos. Essa característica permite que seja amplamente utilizado em todos os tipos de sistemas complexos, sejam fórmulas com alto teor de sal em cosméticos ou sistemas eletrolíticos na área industrial, podendo desempenhar um papel estável. Além disso, a combinação complexa da série Span e outros emulsificantes é extremamente flexível. Ele não só pode ser combinado com a série Tween para obter um ajuste preciso do valor HLB, mas também trabalhar sinergicamente com outros emulsificantes não iônicos e iônicos para melhorar ainda mais a estabilidade e o efeito de emulsificação do sistema para atender aos requisitos de desempenho de diferentes produtos.
O baixo valor de HLB e a oleofilicidade parcial são as características principais mais reconhecíveis da série Span e também são a chave para distingui-la da série Tween. A faixa de valor HLB típica da série Span é de cerca de 1,8-8,6, que é muito inferior à da série Tween (14-17), o que significa que sua oleofilicidade é muito maior do que a da hidrofilicidade, e é mais adequado como um emulsificante para Emulsões O / W. Em aplicações práticas, esta característica permite que a série Span mostre uma vantagem insubstituível em cremes espessos e altamente compatíveis com óleo - ela pode dispersar uniformemente os componentes da fase aquosa no sistema de fase oleosa para formar uma emulsão de óleo em água com textura delicada e forte estabilidade. Além disso, pode ser combinado com emulsionantes de alto HLB (como a série Tween) para ajustar com precisão o valor HLB do sistema e adaptar-se às necessidades de emulsificação de diferentes óleos e gorduras, ampliando ainda mais seus cenários de aplicação.
Melhorar a estabilidade da emulsificação é outra vantagem central da série Span, e também é uma razão importante para sua ampla aplicação em muitas indústrias. A série Span é frequentemente usada como o emulsificante principal ou emulsificante sinérgico, especialmente adequado para melhorar a capacidade de carga da fase oleosa e a estabilidade do sistema - em cremes de fase alta de óleo, cremes de proteção solar, cremes frios e outros produtos, a série Span pode envolver efetivamente os componentes da fase oleosa para formar um filme emulsionado estável, evitar a estratificação óleo-água e prolongar a vida útil do produto.No campo industrial de emulsificação de óleo lubrificante, fluidos de usinagem, agroquímicos e outros sistemas, pode melhorar a resistência a altas temperaturas e propriedades antienvelhecimento do sistema, e garantir que o produto ainda mantenha desempenho estável em ambientes complexos. De acordo com dados da indústria, a série Span, como categoria principal de emulsificantes, ocupa 4,8% do mercado global de emulsificantes e é responsável por cerca de 6% do segmento de emulsificantes de alimentos. Suas propriedades emulsificantes estáveis foram amplamente reconhecidas por diversas indústrias.
Entre os muitos modelos da série Span, os cinco modelos grandes Span 20, Span 40, Span 60, Span 80 e Span 85 são mais comuns. Devido às diferentes fontes de ácidos graxos, eles apresentam diferenças óbvias nos valores, características e cenários de aplicação do HLB, e são adaptados com precisão aos requisitos de formulação de diferentes indústrias e produtos. A seguir, combinamos os principais parâmetros e aplicações práticas de cada modelo para analisar detalhadamente suas diferenças e vantagens.：
Span 20 (o nome INCI é laurato de sorbitano), a fonte de ácidos graxos é o ácido láurico e o valor HLB é 8,6. É aquele com maior valor de HLB e relativamente hidrofílico entre os cinco modelos grandes. As principais características deste modelo são forte capacidade emulsificante e dispersante, boa compatibilidade com a fase oleosa, suave e não irritante. Embora seja oleofílico, a hidrofilicidade é a mais proeminente na série Span. Portanto, é frequentemente usado como emulsificante auxiliar. Também pode ser usado sozinho em alguns sistemas óleo-em-água com baixo teor de óleo. Em aplicações práticas, o Span 20 é amplamente utilizado em óleo removedor de maquiagem, base de maquiagem, máscara de creme, óleo essencial para cabelos, óleo de massagem corporal e outros produtos na área de cosméticos.
Span 40 (o nome INCI é palmitato de sorbitano), a fonte de ácidos graxos é o ácido palmítico, o valor HLB é 6,7, a estabilidade emulsificante é excelente, é adequada para sistemas de fase oleosa média e alta e a resistência à temperatura é boa. É um dos modelos comumente usados em cremes cosméticos. A principal característica deste modelo é a emulsificação estável, que pode formar uma emulsão delicada e viscosa, e tem boa compatibilidade com ceras e óleos. É especialmente indicado para cremes hidratantes, cremes para as mãos, máscaras capilares, sombras de maquiagem, perfumes sólidos e outros produtos.
Span 60 (o nome INCI é estearato de sorbitano), a fonte de ácidos graxos é o ácido esteárico, o valor HLB é 4,7, o poder emulsificante é forte e pode formar uma pasta estável. É um modelo comumente usado em emulsões O / W na série Span. A principal vantagem deste modelo é a forte estabilidade, pode manter um efeito emulsificante estável em uma ampla faixa de temperatura, resistência a ácidos e álcalis, resistência a eletrólitos, adequado para alta fase oleosa, sistema ceroso alto, amplamente utilizado em cremes altamente hidratantes, batons, ceras de cabelo, cremes corporais, corretivos de maquiagem e outros cosméticos, podem fornecer boa umidade e estabilidade para o produto.
Span 80 (o nome INCI é oleato de sorbitano), a fonte de ácidos graxos é o ácido oleico, com valor HLB de 4,3, forte emulsificação e permeabilidade, sensação refrescante na pele e boa compatibilidade com óleos vegetais. É o modelo Span mais comumente usado em sistemas móveis de fase oleosa. A principal característica deste modelo é sua forte capacidade de dissolução de óleo, que pode emulsificar rapidamente todos os tipos de óleos vegetais e minerais. É adequado para uso em óleo em sistemas de água com forte fluidez. É amplamente utilizado em óleos desmaquilhantes, loções refrescantes, óleos essenciais para os cabelos, cremes corporais, protetores solares e outros produtos da área de cosméticos. Pode não só obter um bom efeito emulsionante, mas também garantir a sensação refrescante do produto na pele e evitar a sensação oleosa.
Span 85 (o nome INCI é trioleato de sorbitano), a fonte de ácidos graxos é o ácido oleico (triéster) e o valor HLB é de apenas 1,8. É o menor valor de HLB e emulsificante altamente oleofílico entre os cinco modelos grandes. As características principais deste modelo são extremamente oleofílicas e excelente capacidade emulsificante. É adequado para uso em sistemas com alta fase oleosa e alta viscosidade. Pode transportar eficazmente um grande número de ingredientes oleosos e evitar a estratificação óleo-água. É amplamente utilizado em cremes faciais pesados, cremes corporais, condicionadores e outros produtos da área cosmética, que podem proporcionar excelente umidade e estabilidade ao produto.
Vale a pena notar que, embora os cinco modelos principais da série Span tenham características diferentes, todos são emulsionantes O/W clássicos. Eles podem ser combinados de forma flexível entre si ou podem ser combinados com outros emulsificantes, como a série Tween, para obter um ajuste preciso do valor alvo de HLB e, em seguida, formular uma emulsão que seja resistente a íons, resistente a ácidos e bases, viscosidade estável a longo prazo e aparência delicada, o que aumenta muito a flexibilidade e adaptabilidade da fórmula. A dosagem específica pode ser ajustada de acordo com o tipo de produto, requisitos da fórmula e proporção de outros ingredientes, o que pode não só garantir o efeito emulsificante e estabilizante, mas também evitar a sensação na pele ou desempenho do produto devido à dosagem excessiva.
Do ponto de vista do posicionamento comercial, a essência da série Span é uma classe de sistema emulsificante de éster de ácido graxo de sorbitano de baixo HLB, não iônico e parcial em fase oleosa. No sistema de produtos B2B, seu posicionamento é claro e claro, principalmente como emulsificante óleo em água, surfactante lipofílico, co-emulsificante, estabilizador para sistemas de alta fase oleosa, adequado para as necessidades de formulação de vários clientes do terminal B.
No geral, a série Span, como uma classe de emulsificantes de éster de ácido graxo de sorbitano, não iônicos e de fase oleosa parcial de baixo HLB, ocupa uma posição central insubstituível em muitos campos com sua fonte estrutural clara, vantagens principais excepcionais e uma ampla gama de cenários de aplicação.
Yichang Mingya New Material Technology Co., Ltd.
