Por que alguns emulsificantes dependem de álcoois graxos e outros não? ——Recompreender a lógica geral do design a partir da arquitetura (perspectiva de P&D)
Nos últimos dez anos de experiência no desenvolvimento de fórmulas, uma pergunta que tem sido feita repetidamente é: Por que alguns sistemas emulsionados precisam adicionar álcool cetílico/álcool cetearílico, enquanto alguns sistemas podem obter uma estrutura de emulsão estável e controlável sem depender de álcool graxo?
Esta questão pode parecer simples, mas envolve essencialmente o divisor de águas do sistema emulsificante, desde a era da formulação empírica até a era do projeto estrutural.
Hoje, na perspectiva de uma equipe de P&D, partindo da lógica da formulação industrial, iremos desmontar este problema e combinar nossa experiência prática no sistema autoemulsificante para explicar por que sistemas como o OILREE® MY965 (Estearato de PEG-100 e Estearato de Gliceril) podem alcançar uma diminuição na dependência de álcool graxo e o mecanismo estrutural por trás disso.
I.O verdadeiro papel do álcool graxo no sistema tradicional de emulsificação
Em muitos sistemas O/W tradicionais, o álcool graxo (como álcool cetílico, álcool cetearílico) é frequentemente confundido com parte de um emulsificante. Mas do ponto de vista da estrutura química do sistema, seu verdadeiro papel é:
Material de construção de estrutura de rede de cristal
Seu papel se reflete principalmente em três aspectos:
Uma delas é formar uma rede de cristais para que as gotículas de óleo fiquem fixadas no nível físico.
A segunda é aumentar a viscosidade do sistema para que o sistema tenha uma certa resistência ao fluxo.
A terceira é melhorar a estrutura tátil para que o sistema apresente uma textura mais estável durante o uso.
No entanto, deve ficar claro que esses efeitos não estão envolvidos no processo de emulsificação em si, mas no reforço estrutural do sistema após a emulsificação. Portanto, a lógica dos sistemas tradicionais é geralmente completar primeiro a emulsificação e depois confiar no sistema de álcool graxo para estabelecer a estrutura final.Este método é caracterizado por uma estrutura clara, mas alta dependência de lipídios sólidos.
II. Mudanças no sistema estrutural de emulsificação
A maior mudança na indústria de fórmulas nos últimos anos não é realmente a atualização das matérias-primas, mas a mudança da lógica estrutural. Os sistemas tradicionais dependem de redes de cristais de álcool graxo, enquanto os sistemas de nova geração estão começando a depender de estruturas de nível molecular. A característica deste sistema polimérico é que ele não fornece viscosidade através de “cristais sólidos”, mas através de:
·Enredamento de cadeia de polímero
·Estrutura de rede aquosa
·Estado de microgel estável
Para manter a estabilidade do sistema.
Há uma mudança muito crítica nesta estrutura:
A viscosidade do sistema não depende mais do material sólido, mas da estrutura da fase contínua.
Esta mudança radical é muito importante porque enfraquece diretamente a necessidade de álcool graxo.
III. POR QUE o MY965 pode reduzir a dependência de álcool graxo?
Em aplicações industriais reais, a razão pela qual MY965 é frequentemente usado para reduzir a quantidade de álcool graxo não é porque tem uma capacidade emulsificante mais forte, mas porque altera o estágio de formação da estrutura. No sistema tradicional, a estrutura é formada durante o processo de resfriamento, ou seja, após a conclusão da emulsificação, o “cristal longo” é formado.
Fornece adsorção interfacial estável através do estearato de PEG-100, ao mesmo tempo que combina a compatibilidade lipídica do estearato de glicerila, de modo que a própria membrana interfacial tenha uma certa resistência estrutural.
Isso trará um resultado:
O sistema não depende mais completamente da rede cristalina tardia para compor a estrutura.
Em muitas receitas, isso significa que o álcool graxo não é mais uma obrigação, mas uma opção.
IV.As principais vantagens de um sistema estruturado
No sistema tradicional, a viscosidade é basicamente controlada por álcool graxo ou agentes estruturais de cera, o que traz um problema: a viscosidade e a sensação na pele estão vinculadas. Porém, em sistemas modernos, a viscosidade pode ser regulada pela estrutura da interface.
Cocoato de glicerila Peg 7, o papel deste componente é reduzir a tensão interfacial, ao mesmo tempo que aumenta a compatibilidade da fase óleo-água, de modo que o sistema permaneça estruturalmente intacto sob condições de baixo teor de sólidos.
Isso significa:
·Não há necessidade de depender de uma alta proporção de álcool graxo
·A viscosidade pode ser alcançada através do design do sistema
·A sensação da pele pode ser mais leve e flexível
Esta é também a principal razão pela qual as receitas modernas estão se tornando cada vez mais leves.
V.Por que o sistema tradicional ainda depende de álcool graxo?
Do ponto de vista industrial, o álcool graxo não foi eliminado, ele ainda desempenha um papel fundamental em muitos sistemas, especialmente em sistemas com alto teor de óleo. Por exemplo, alguns sistemas de fortalecimento estrutural ainda dependem de: tribohenina
O papel de tais materiais é fornecer uma rede adicional de lipídios sólidos para aumentar a capacidade de resistir ao colapso. Em outras palavras: a vantagem do sistema de álcool graxo não é avançada, mas estável.
VI.A natureza das diferenças estruturais: Quem determina o principal mecanismo de estabilidade do sistema
Se você simplificar os dois tipos de sistemas, as diferenças essenciais serão muito claras.:
Sistema tradicional:
·O emulsionante é responsável pela interface
·O álcool graxo é responsável pela estrutura
·A estabilidade vem de uma rede sólida
Sistema moderno:
·Os emulsificantes participam da interface e da estrutura ao mesmo tempo
·Viscosidade auxiliar do sistema polimérico
·A estabilidade vem de redes moleculares
A julgar pelas tendências de P&D
Nos nossos projetos de formulação nos últimos anos, uma tendência muito óbvia é que o papel do álcool graxo está mudando.
Não é mais o esqueleto do sistema, mas sim um regulador:
·Usado para ajustar o toque
·Usado para melhorar a estrutura local
·Usado para melhorar a janela de estabilidade
Mas já não é a única fonte de estabilidade do sistema. Isto significa que a liberdade de concepção de fórmulas está a ser relançada.
Conclusão: A principal mudança do sistema emulsionante não é se existe ou não álcool graxo, mas quem suportará a estrutura.
De volta à pergunta original:
Por que alguns emulsificantes dependem de álcool graxo e outros não?
A resposta essencial é na verdade muito simples:
·Sistema tradicional: a estrutura vem de cristais sólidos
·Sistema moderno: a estrutura vem da interface e da rede molecular
· MY965 representa a segunda lógica: sistema de emulsificação estrutural pré-tipo
Quando a fonte estrutural muda, a necessidade de álcool graxo diminui naturalmente.