naz zeynep atay boğaziçi Üniversitesi fef kimya bölümü · fef kimya bölümü 1 1. kozmetik...
TRANSCRIPT
-
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
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
Yüzey-aktif madde
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
Đyonik yüzey-aktif maddeler
Cetytrimethylammonium bromide (CTAB)
Katyonik
Yüzey-aktif madde örnekleri:
Cetytrimethylammonium bromide (CTAB)
Sodium octyl sulphate (SOS)
Anyonik
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
Çift zincirli anyonik yüzey-aktif madde: AOT
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
Arafazda yüzey-aktif maddelerin “Yerleşme
Oranı”, Y
laVY
0
=
V= hidrofobik (zincir) kısmının hacmi
l = zincirin optimal uzunluğu
a0
= hidrofilik (baş) kısmın alan ölçüsü
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
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. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
< 1/3
Küresel normal misel
laVY
0
=
>1 Tersinir misel
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
Su (polar), yağ (apolar) ve yüzey-aktif maddeden oluşan üçlü sistemlerde faz diyagramlarına örnek
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
Suda çözülmeyen boyar maddenin misel ortamında
çözünmesi:
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
Misellere apolar çözücü (yağ) eklendiğinde mikro/nano-emülsiyon ve makro-emülsiyon oluşumu
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
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
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
Kozmetikte Niye Emülsiyonlar?
• Yağların üstünlükleri:– Koruyucu– Nemlendirmeye yardımcı– Parlaklık– Suyla gitmiyor
• Sakıncaları:
14
• Sakıncaları:– Yağlı his bırakmaları– Yüksek maliye
Çözüm: Yağı su ile seyreltmek
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
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
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
Emülsiyon örnekleri
16
SütSalata sosu
Mayonez
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
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. .
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
Tersinir misellere su eklendiğinde mikro/nano-emülsiyon ve makro-emülsiyon oluşumu
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
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
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
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
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
Hangi Emülsiyon?
Su-içinde-Yağ Emülsiyonları:
– Yağ damlacıkları suda daha kolay dağılır
– pH derecesi daha sabittir
– İletkenlik özelliği vardır
21
– İletkenlik özelliği vardır
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
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
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
Emülsiyonlarda Kararlılık!!
b Flokülasyon
b Koagülasyon
b Köpürme
23
b Tersinme
b Akışkanlık ve görünüm çözeltinin kararlılğını gösterir.
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
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)
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
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
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
• 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
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
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
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
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
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
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
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
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
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
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.
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
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.
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya
-
1. Kozmetik Kongresi, 18-20 Subat 2011, Antalya