Por que os emulsificantes com o mesmo valor de HLB têm desempenho diferente?
Comprando a lista de matérias-primas e revisando receitas, tenho que lidar com os valores de HLB quase todos os dias.Seja a implantação de loção aquosa diária, creme hidratante ou o desenvolvimento de protetor solar, maquiagem e produtos de cuidado, todos olharão para o valor do equilíbrio hidrofílico e oleofílico do emulsificante pela primeira vez.Com o tempo, muitas pessoas formaram um pensamento fixo: contanto que os valores de HLB dos dois emulsificantes sejam iguais, o efeito do uso não será ser muito pior.
Depois de começar e praticar, muitas pessoas encontrarão uma situação: dois emulsificantes com exatamente o mesmo valor HLB são embalados na mesma fórmula, e o estado do produto final é muito diferente. Algumas amostras ainda têm textura uniforme após um mês, e algumas são estratificadas e branqueadas em apenas alguns dias; alguns são hidratados e refrescantes, e alguns são regados com um toque de água, e alguns são pegajosos e pesados quando aplicados, e a sensação de pele entupida é óbvia. Até a cor e a finura vistas a olho nu são claramente distinguidas.
Muitos formuladores novatos ficam confusos sobre isso. Obviamente, os padrões de referência são os mesmos. Por que o efeito de pouso é diferente?Na verdade, a resposta é muito simples: HLB é apenas um número de referência, não é o único parâmetro para julgar a força dos emulsificantes.No campo da pesquisa e desenvolvimento diário de produtos químicos, confiar em um único valor para selecionar matérias-primas é em si um mal-entendido fácil de superar.
Os números são apenas aparências e a estrutura molecular é o pano de fundo interno.
A lógica de cálculo do valor HLB é contar a razão entre o grupo hidrofílico e o grupo oleofílico do emulsificante, o que equivale a fazer um rótulo simples para a matéria-prima, que não pode mostrar a morfologia molecular complexa.Isso também significa que o mesmo valor não significa que a estrutura molecular seja semelhante.
Há uma ampla gama de emulsificantes no mercado, incluindo estrutura de polioxietileno, estrutura de poliglicerol, cadeia longa de gordura, moléculas de cadeia ramificada..., de modo que mesmo que você tenha as mesmas matérias-primas HLB, os padrões de comportamento no sistema óleo-água são muito diferentes. A densidade, resistência e disposição deste filme determinam a estabilidade de todo o sistema.
Alguns emulsificantes têm arranjos moleculares compactos e a película protetora que eles constroem é sólida e densa, que pode reter gotículas de óleo de forma constante e resistir a influências externas, como mudanças de temperatura e choques de transporte. Existem também alguns emulsionantes do mesmo valor. As moléculas estão dispostas de forma solta e o filme formado é fino e frágil. Após uma pequena alternância de quente e frio, toda a estrutura da emulsão será destruída. Na produção real, a fim de fortalecer a capacidade de suporte do sistema, muitas fórmulas funcionarão sinergicamente com o copolímero de acriloildimetil taurato de sódio e usarão o sistema de suspensão espessante para preencher as deficiências e manter ainda mais a estabilidade do produto.
Além da capacidade de formação de filme, o comprimento e a morfologia ramificada da cadeia molecular também alterarão as propriedades básicas do emulsificante a partir da causa raiz. O mesmo valor de HLB, a velocidade de adsorção e a ocupação do espaço de moléculas de cadeia reta e moléculas de cadeia ramificada na interface não são iguais. Essas diferenças sutis que não podem ser vistas a olho nu acabarão sendo ampliadas e se transformarão em uma enorme lacuna no desempenho do produto acabado.
A adaptabilidade da fase petrolífera tem mais direito de falar do que a correspondência digital
Fazer receitas é como construir blocos. Emulsionantes são conectores e todos os tipos de óleos e gorduras são os módulos principais. Por mais bonitos que sejam os parâmetros do conector, eles não correspondem ao módulo e toda a estrutura ainda não pode ser usada normalmente. Esta é também a maior deficiência do valor HLB – não pode refletir a relação de adaptação entre o emulsificante e a graxa.
Existem muitos tipos de óleos e gorduras usados em fórmulas químicas diárias, e a polaridade e as características moleculares de diferentes óleos e gorduras são diferentes. O benzoato de alquil C12 15 comumente usado, óleos vegetais, ésteres sintéticos, isoalcanos, etc. dispersão.
Para dar um exemplo muito intuitivo, para óleos e gorduras polares não polares, emulsificantes altamente adaptáveis podem ser rapidamente integrados ao sistema para alcançar o melhor equilíbrio óleo-água, enquanto outro emulsificante do mesmo valor, mesmo que os parâmetros teóricos estejam de acordo com o padrão, separará lentamente o óleo e a água devido à compatibilidade insuficiente com a graxa.
Sensação, aparência e estrutura da pele
Emulsificantes com o mesmo valor de HLB podem criar um produto com uma sensação na pele que pode seguir em duas direções diferentes. Alguns emulsificantes têm excelente capacidade de formação de estrutura de cristal líquido. Durante o processo de aplicação, a umidade interna será liberada lentamente, o toque é delicado e sedoso e a sensação hidratante é plena. Quer se trate de uma loção diária para o cuidado da pele ou de um protetor solar leve, é muito adequado. Outros tipos de emulsificantes tendem a formar uma película de óleo fechada, cheia de poder hidratante, mas a ductilidade se deteriora, e a película pesada fará com que a pele oleosa e a pele mista e oleosa pareçam abafadas.
A linha de visão recai então sobre a aparência do produto, o tamanho das partículas das gotas de leite determina diretamente a textura visual, e o tamanho das partículas também é determinado pela estrutura do emulsificante. Emulsões com tamanhos de partículas pequenos e uniformes parecem transparentes e delicadas, e têm uma sensação completa de alta qualidade. Sistemas com grandes gotas de leite parecerão turvos e pesados como um todo.Especialmente na indústria de maquiagem, essas diferenças serão infinitamente ampliadas.Em produtos de pré-maquiagem, corretivo e foco suave, muitas fórmulas adicionarão polímero cruzado de dimeticona vinil dimeticona para otimizar a textura. Com diferentes emulsificantes, o efeito final de foco suave e toque sedoso também possuem características próprias. Esse rico desempenho de uso não pode ser previsto antecipadamente com base nos valores HLB.
A própria categoria de maquiagem tem requisitos mais especiais para matérias-primas, e também gerou um sistema de aplicação exclusivo, o sistema de emulsão especial de maquiagem Emulsifier, que possui padrões diferentes das fórmulas comuns de cuidados com a pele.Os requisitos de compatibilidade de pó, velocidade de formação de filme e capacidade de fixação de maquiagem são sobrepostos camada por camada. Mesmo que o valor HLB de muitos emulsificantes convencionais esteja dentro do padrão, é difícil atender às exigentes necessidades de maquiagem. Esta também é uma razão importante pela qual os emulsificantes para cuidados com a pele e emulsificantes para maquiagem não podem ser misturados. A razão.
A fórmula é um projeto global e um único parâmetro não pode sustentar um sistema completo.
Fórmula química diária moderna, combinação de compostos e sinergia de múltiplas matérias-primas são a jogabilidade principal na indústria. Um produto acabado qualificado contém dezenas de matérias-primas, como emulsificantes, espessantes, ingredientes ativos, conservantes e sabores. Todos os ingredientes afetam e restringem uns aos outros para formar um sistema completo.
O valor HLB é definido para um único emulsificante, e o valor de referência diminuirá significativamente diante de intrincados sistemas de ligantes complexos. Os eletrólitos, substâncias ativas e polímeros de alto peso molecular na fórmula mudarão o comportamento interfacial original do emulsificante. manter a estabilidade do sistema.
É precisamente por isso que a pesquisa e o desenvolvimento de fórmulas profissionais não considerarão o HLB como a resposta final. Ao selecionar matérias-primas, todos usarão primeiro o HLB para delinear a faixa aproximada e, em seguida, testá-los um por um com base nas características do óleo, estrutura molecular, requisitos de sensação na pele e cenários de aplicação.
Observe o valor HLB de forma racional: é o ponto de partida, não o ponto final
Objetivamente falando, o HLB, como teoria clássica utilizada há muitos anos, é um conhecimento essencial para começar a usar fórmulas. Ele pode ajudar os profissionais a distinguir rapidamente entre propriedades hidrofílicas e oleofílicas, completar a triagem preliminar de matérias-primas e encontrar a direção geral para a construção da fórmula. Para a rápida eliminação de matérias-primas obviamente incompatíveis, o HLB ainda tem um valor prático insubstituível.
No entanto, a tecnologia da indústria está em constante atualização e a procura dos produtos está a tornar-se mais refinada. A ideia de confiar apenas em um único parâmetro para pesquisa e desenvolvimento não acompanhará o ritmo atual do mercado. Dos cuidados com a pele, aos cuidados com a maquiagem, os consumidores têm requisitos cada vez mais elevados em termos de estabilidade do produto, sensação na pele, valor da aparência e experiência. Isso exige que os formuladores pensem fora do domínio digital e obtenham uma compreensão profunda das propriedades moleculares, do comportamento da interface e da compatibilidade dos emulsificantes.
No campo atual de pesquisa e desenvolvimento químico diário, saber como distinguir as limitações do HLB e combinar todo o pensamento do sistema para fazer o design da fórmula é a principal habilidade a ser baseada na indústria. Um simples valor HLB pode abrir a porta para a fórmula para você, mas se você deseja criar um produto de alta qualidade, estável e excelente, você sempre confia em uma compreensão abrangente de matérias-primas, sistemas e cenários de aplicação.
Pare de se prender a um único número de ideias e saia dos mal-entendidos, para poder avançar mais no caminho da pesquisa e desenvolvimento de fórmulas.
Yichang Mingya New Material Technology Co., Ltd.
