Naz Zeynep ATAY Boğaziçi Üniversitesi FEF Kimya Bölümü · FEF Kimya Bölümü 1 1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya. Emülsiyonlar • Yüzey-aktif maddeler •

KOZMETİK KİMYADA EMÜLSİYONLAR

Naz Zeynep ATAYNaz Zeynep ATAY

Boğaziçi Üniversitesi

FEF Kimya Bölümü

1

1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya

Emülsiyonlar

• Yüzey-aktif maddeler

• Emülsiyon oluşumu

• Emülsiyon türleri

2

• Emülsiyon türleri

• HLD

• Formulasyon örnekleri


Yüzey-aktif madde


Đyonik yüzey-aktif maddeler

Cetytrimethylammonium bromide (CTAB)

Katyonik

Yüzey-aktif madde örnekleri:

Cetytrimethylammonium bromide (CTAB)

Sodium octyl sulphate (SOS)

Anyonik


Çift zincirli anyonik yüzey-aktif madde: AOT


Arafazda yüzey-aktif maddelerin “Yerleşme

Oranı”, Y

laVY

0

=

V= hidrofobik (zincir) kısmının hacmi

l = zincirin optimal uzunluğu

a0

= hidrofilik (baş) kısmın alan ölçüsü


V/a0l < 1/3 1/3 – 1/2 1/2 - 1 ∼∼∼∼ 1 >1

Küresel normal misel

Silindir misel Vesikül, oynar çift katman

Düzlemsel çift katman

Tersinir misel

Yerleşme oranlarına göre yüzey-aktif maddelerin oluşturabileceği şekiller.

(Her şekilde bir adet yüzey-aktif madde hidrofobu karartılarak gösterilmiştir):

Şekil


< 1/3

Küresel normal misel

laVY

0

=

>1 Tersinir misel


Su (polar), yağ (apolar) ve yüzey-aktif maddeden oluşan üçlü sistemlerde faz diyagramlarına örnek


Suda çözülmeyen boyar maddenin misel ortamında

çözünmesi:


Misellere apolar çözücü (yağ) eklendiğinde mikro/nano-emülsiyon ve makro-emülsiyon oluşumu


Mikro/nano-emülsiyon ile Makro-emülsiyon karşılaştırması

Mikro/nano- emülsiyon Makro-emülsiyonTermodinamik açıdan kararlı Termodinamik açıdan kararsız

Saydam Opak

Mikro-emülsiyon < 100 nm (0.1 µm)Nano-emülsiyon 100-400 nm

Makro-emülsiyon > 400 nm (0.4 µm)Nano-emülsiyon 100-400 nm(mini-emülsiyon)

Tekli faz Çoklu faz

Mono-dağılım (damlacık büyüklükleri aynı) Poli-dağılım (damlacık büyüklükleri farklı)

Kendiliğinden (spontane) oluşum Kendiliğinden oluşmaz. Oluşum şiddetli sallama gerektirir

Bozulduktan sonra yeniden oluşabilir Bozulduktan sonra geri dönüş görülmez


Kozmetikte Niye Emülsiyonlar?

• Yağların üstünlükleri:– Koruyucu– Nemlendirmeye yardımcı– Parlaklık– Suyla gitmiyor

• Sakıncaları:

14

• Sakıncaları:– Yağlı his bırakmaları– Yüksek maliye

Çözüm: Yağı su ile seyreltmek


Su-içinde-Yağ

• Đç faz = yağ

• Dış faz = su

• Üstünlükleri:– Kolay oluşum

15

– Düşük maliyet

– Serinlik verme hissi

• Sakıncaları:– Cilde az yağ taşıması

– Kuru ciltlerde etkisiz

– Suya dayanıklı değil


Emülsiyon örnekleri

16

SütSalata sosu

Mayonez


Örnek Ürün: Su-içinde-Yağ

St. Ives Vitamin E Lotion

H2O (Aqua), Glycerin, Mineral Oil (Paraffinum Liquidum), Stearic

Acid, Glycol Stearate, Stearamide AMP, Petrolatum, Dimethicone,

Tocopherol, Tocopheryl Acetate, Chamomilla Recutita Flower

Extract (Matricaria), Helianthus Annuus Extract (Sunflower),

Sambucus Nigra Flower Extract, Primula Veris Extract, Theobroma

Cacao Seed Butter (Cocoa), Glyceryl Stearate, Cetyl Alcohol,

17

Cacao Seed Butter (Cocoa), Glyceryl Stearate, Cetyl Alcohol,

Triethanolamine, Acetylated Lanolin Alcohol, Cetyl Acetate,

Magnesium Aluminum Silicate, Carbomer, Propylene Glycol,

Propylparaben, Methylparaben, DMDM Hydantoin, Disodium EDTA,

Sorbitol, Fragrance (Parfum), Yellow 5 (CI 19140)

Kaynakça: http://www.stives.com/Hand-%28and%29-Body-

Lotion/Prevent-%28and%29-Relieve-Dry-Skin/Hydrating-Vitamin-E/

Diğer örnekler: Saç kremleri, Güneşten koruyucu kremler, kırışıklık önleyici kremlerDiğer örnekler: Saç kremleri, Güneşten koruyucu kremler, kırışıklık önleyici kremler. .


Tersinir misellere su eklendiğinde mikro/nano-emülsiyon ve makro-emülsiyon oluşumu


Yağ-içinde-Su

• Đç faz = su

• Dış faz = yağ

• Üstünlükleri:– Su geçirmezlik

19

– Su geçirmezlik

– Kuru ciltlerde etkili

– Yüksek kararlılık

• Sakıncaları:– Yağlı, yapışkan his

– Yüksek maliyet


Yağ-içinde-Su

Philosophy hope in a tube, Firming cream

Göz ve dudak sıkılaştırıcı krem:

H2O(aqua), Squalane, Mineral Oil, Glycerin, Isocetyl Stearoyl

Stearate, Petrolatum, Butylene Glycol, Polyglyceryl 2 Diisostearate,

PEG 30 Dipolyhydroxystearate, Ceresin, Polyethylene,

Microcrystalline Wax, Magnesium Sulfate,

Phytosteryl/Octyldodecyl/Lauroyl Glutamate, Dipalmitoyl

20

Phytosteryl/Octyldodecyl/Lauroyl Glutamate, Dipalmitoyl

Hydroxyproline, Tocopheryl Acetate, Polysorbate 80, Bisabolol,

Potassium Ascorbyl Tocopheryl Phosphate, Iron Oxide (CI 77492, CI

77491 and CI77499), Methylparaben, Diazolidinyl Urea, Ethylparaben,

Tetrasodium EDTA

Kaynakça:

http://www.sephora.com/browse/product.jhtml?id=P12090#moreInfo


Hangi Emülsiyon?

Su-içinde-Yağ Emülsiyonları:

– Yağ damlacıkları suda daha kolay dağılır

– pH derecesi daha sabittir

– İletkenlik özelliği vardır

21

– İletkenlik özelliği vardır


Çoklu Emülsiyonlar

– Su-içinde-(yağ-içinde-su)

[Water-in-(Oil-in-Water )] (W/O/W))

– Yağ-içinde-(su-içinde-yağ)

[Oil-in-(Water-in-Oil)] (O/W/O)

• Üstünlükleri:

– Su-içinde-yağ emülsiyonlarından daha etkili

22

– Su-içinde-yağ emülsiyonlarından daha etkili

– Yağ-içinde-su emülsiyonlarından daha az yağlı

– Etkin salınımda daha etkili

• Sakıncaları

– Üretimleri zor

– Her zaman kararlı değil


Emülsiyonlarda Kararlılık!!

b Flokülasyon

b Koagülasyon

b Köpürme

23

b Tersinme

b Akışkanlık ve görünüm çözeltinin kararlılğını gösterir.


BileşenlerYağ Fazı

• Hidrofobik maddeler

• Yağlar, esterler, kokular (aromalar)Kozmetikte örnekler: Lanolin ve türevleri, doğal yağlar, vakslar

(balmumu), silikonlar, esterler

Su Fazı

• Özüt (ektraktlar), renklendirici maddeler

24

• Özüt (ektraktlar), renklendirici maddeler

• Nemlendiriciler• Yoğunlaştırıcı (Koyulaştırıcı) maddeler (Carbomer, Locust bean

gum, Xanthan gum, Cellulosics)Kozmetikte örnekler: Suda çözülen herşey, hidrolize olmuş proteinler,

nemlendiriciler, özütler, polimerler, boyalar, asitler, v.b.

Emülgatörler (yüzey-aktif maddeler)


Emülgatörler (yüzey-aktif maddeler)Yağ ve suyu birleştirenler

• Yüzey-aktif maddeler:– Anyonikler

• Carboxylic acids : sabunlar• Sulfonic acids: Sulfosuccinate esters

– Katyonikler• Amines : PEG Alkyl amine

25

• Amines : PEG Alkyl amine• Quaternaries: Tetraalkyl ammonium salts

– Amfoterikler• Phospholipids

– Noniyonikler• Fatty Alcohols• Esters• Polymers

Kozmetiklerde en

çok kullanılanlar


• Glyceryl Stearate• PEG-100 Stearate• Stearyl Alcohol• Cetyl Alcohol• Laureth-23

Sıklıkla kullanılan yüzey-aktif maddeler

26

• Laureth-23• Steareth Alcohol• Cetyl/PEG/PPG 10 Dimethicone• Stearic Acid


Düşük polarite,

Yağda

çözünürlük

yüksek

(HLD

Yüzey-aktif maddelerin suda çözünürlükleri

Suda Çözünürlük HLD aralığı

Suda hiç çözülmüyor 1-4

Suda az çözülüyor 4-6

Süt görüntüsü 6-8Süt görüntüsü 6-8

Kararlı süt görüntüsü 8-10

Bulanık/açık arası görüntü 10-13

Temiz görüntü / suda tam çözünürlük

13+

28


Bazı maddelerin HDL değerlerine örnekler

HDL

Hindistan Cevizi yağı 5

Keten tohumu yağı 6

Jojoba yağı 6

Lanolin 9

Parafin mineral yağı 10

Parafin mum 10

Aromatik mineral yağ 12

Kerosen 14

Lauril alkol 14

Çam yağı 16

Stearik asit 17

29


Emülsiyon içinde çözündürülecek her madde için gerekli bir HLD değeri olduğu ve bu değeri taşıyan bir yüzey-aktif madde kullanıldığında ortaya kararlı bir emülsiyon çıktığı düşünüldüğünde bu son derece yararlı bir yöntemdir. bir yöntemdir.

Örnek: Hindistan cevizi yağını emülsiyon içinde çözündürmek için HLD değeri 5, mineral yağ çözündürmek için ise HLD değeri 10 olan yüzey-aktif maddelerin kullanılması gerekir.

30


Birden çok yüzey aktif madde kullanımı

• HLD yanlızca bir yaklaşım, her zaman kesin sonuç değil

• Birden çok yüzey-aktif madde kullanımı daha etkili

• 2 adet yüzey-aktif madde kullanıldığında HDL tayini:

31


Su-içinde-Yağ Emülsiyonu hazırlama:

Su-içinde-Yağ % Ağırlık

İçerik:

Stearalkonium chloride (katyonik) 4.00

Mineral yağ 4.00

Stearyl alkol 1.60

32

Stearyl alkol 1.60

Su 90.40

Yağ fazı 750C’ye ısıtılır. Ayrıca suyun %15’i de 750C’ye

ısıtılır. İki faz hızla karıştırılarak birbirine eklenir. Emülsiyon

oluşunca geri kalan soğuk su karışıma eklenir. Çözelti

soğutulur.


Yağ-içinde-Su Emülsiyonu hazırlama:Yağ-içinde-Su % Ağırlık

İçerik:

Mineral yağ 57.00

Glycol distearate 1.00

Polysorbate 60 (Noniyonik) 4.00

Sorbitan Stearate 8.00

33

Sorbitan Stearate 8.00

Su 30.00

Mineral yağın %45’i ayrılır. Yağ fazı içindekilerle 750C’ye

ısıtılır. Ayrıca su da 750C’ye ısıtılır. İki faz emülsiyon

oluşuncaya kadar karıştırılır. Oda sıcaklığında kalan mineral

yağ eklenir. Çözelti karıştırılarak soğutulur.


Documents

Naz Zeynep ATAY Boğaziçi Üniversitesi FEF Kimya Bölümü · FEF Kimya Bölümü 1 1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya. Emülsiyonlar • Yüzey-aktif maddeler •