كيفية التحكم في استقرار تركيبات التجميل

المستحلب هو نظام غير مستقر حراريا ، وعمره محدود. وهو يشير إلى أن استقرار مستحلب هو قضية هامة لمستحضرات التجميل. يجب أن يكون لمستحضرات التجميل التجارية صلاحية تتراوح بين سنتين و3 سنوات. يمكن تعريف العمر الافتراضي للمستحلب على أنه طول الوقت الذي يستغرقه المستحلب للتدهور إلى مستوى غير مقبول للمستهلكين. يستغرق الأمر فترة طويلة من الوقت لتوزيع مستحضرات التجميل التجارية وتخزينها على المستهلكين. عموما، العمر الافتراضي لمستحضرات التجميل هو 2-3 سنوات. تتطلب بعض البلدان مستحلبات دون وصفة طبية (OTC) تحتوي على عوامل واقية من الشمس لتحقيق الاستقرار لفترة أطول من 5 سنوات. نظرا لأن قياس العمر الافتراضي في الوقت الفعلي يستغرق وقتا طويلا ، فإن شركات مستحضرات التجميل بشكل عام نادرا ما تجري أبحاثا في الوقت الفعلي حول العمر الافتراضي ، لذلك من المهم تصميم اختبارات تتنبأ بدقة بعمر صلاحية المستحلبات. على الرغم من وجود العديد من هذه البرامج في الوقت الحاضر ، لا تزال هناك مسافة معينة من الواقع ، مما يشير إلى أن استقرار المستحلب ليس مسألة بسيطة.

(1) آلية عدم الاستقرار مستحلب

عندما يكون المستحلب في سن، فإنه يخضع لتغيرات جسدية لجعل مستحلب غير مستقر. بما في ذلك آثار طبقات الجاذبية والتعويم وعدم التناسب.

النتيجة المحتملة لفصل الجاذبية هي التخبط. التعويم هو ظاهرة الترسيب أو التقسيم الطبقي. أثناء التخبط ، لا يزال مستحلبا ، ولكن طبقة المرحلة الغنية المتناثرة تتركز في الطبقة العليا (في مستحلب O / W) ، أو في الطبقة السفلية (في مستحلب O / W). مستحلب W/O). التغيرات الناجمة عن هذين النوعين من الجاذبية قابلة للعكس ، ويمكن أن يؤدي الاهتزاز إلى إعادة تفريق المواد المجمعة. هذه الشروط تطيع قانون ستوكس ، أي أن سرعة الفصل تتناسب مع فرق الكثافة بين مرحلة الزيت ومرحلة الماء ، وتناسب لزوجة المرحلة المستمرة حجم الجسيمات في المرحلة المشتتة. لذلك ، يمكن لزيادة لزوجة المرحلة المستمرة ، أو تقليل حجم الجسيمات باستخدام المطاحن الغروانية أو التجانس زيادة استقرار المستحلب.

عندما يتم جمع قطرات المرحلة المشتتة معا ودمجها لتشكيل قطرات أكبر ، يحدث التلاحم. في نهاية المطاف سيحدث فصل المرحلة. إذا كانت كمية المستحلب ليست كافية للحفاظ على قطرات صغيرة، ولكن ما يكفي لمنع التخبط، أو مزيد من الاندماج في مستحلب مع توزيع الجسيمات أكبر، ويسمى هذا الوضع الالتحام محدودة.

يحدث تأثير عدم التناسب بسبب الضغط الداخلي للقطرات التي تكون أعلى من الضغط الخارجي للقطرات. هذه القوة الدافعة سوف تتسبب في انتشار المكونات الكيميائية من قطرات صغيرة إلى قطرات أكبر ، أو ربما إلى المرحلة المستمرة. وبما أن المكونات المختلفة للنظام السطحي قد تنتشر من قطرات صغيرة إلى قطرات كبيرة بمعدلات مختلفة ، ونتيجة لذلك ، تصبح القطرات الصغيرة أصغر وتصبح القطرات الكبيرة أكبر.

(2) اختبار الاستقرار المستحلب

وقد تم الإبلاغ عن العديد من الطرق التجريبية التي تتنبأ استقرار مستحلب في الأدب. ويشمل أساسا الاختبار المتسارع والاختبار في الوقت الحقيقي والقياس الريولوجي.

1. اختبار متسارع

الاختبار المعجل هو طريقة تعتمد على تطبيق الحمل على النظام ، مثل زيادة درجة الحرارة أو إجراء الطرد المركزي. الخطر الكامن في أي اختبار متسارع هو إخضاع المستحلب لظروف أبعد بكثير مما هو من ذوي الخبرة في الواقع. لذلك، ينبغي استخدام نتائج الاختبار المتسارع بعناية، وينبغي مقارنة الاستنتاجات وتأكيدها من خلال النتائج في ظل ظروف التخزين العادية.

يستخدم الاختبار المتسارع القائم على درجة الحرارة درجة حرارة عالية ثابتة،

(على سبيل المثال، 40 درجة مئوية أو 48 درجة مئوية) أو دورة تجميد ذوبان (-15 ~ 5 درجة مئوية لدرجة حرارة الغرفة). الأساس النظري لاستخدام الاختبارات المتسارعة عالية الحرارة هو معادلة Arrhenius التي تصف العلاقة بين معدل التفاعل الكيميائي الثابت ودرجة الحرارة ، أي إذا زادت درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية ، فإن سرعة معظم التفاعلات الكيميائية تتضاعف. لذلك، 3 سنوات في 20 درجة مئوية ينبغي أن يكون ما يعادل 4.5 أشهر في 50 درجة مئوية. ومع ذلك ، مع ارتفاع درجة الحرارة ، تنخفض لزوجة المستحلب ويتغير توازن الذوبان السطحي. ويمكن أن تحدث تغييرات أخرى أيضا، مثل ترطيب المواد الصلبة الغروانية والبوليمرات، وتقسيم الجزيئات بين المرحلتين، وذوبان الشمع أو غيرها من المواد. بعض العوامل الرئيسية التي تجعل المستحلبات مستقرة ستختفي فجأة في درجات حرارة عالية ، مما يؤدي إلى عدم استقرار المستحلبات.

الاختبارات المتسارعة تنتج في بعض الأحيان بعض المعلومات المضللة. قد يكون لبعض المستحلبات التي يتم فصلها أيضا في درجات حرارة عالية عمر افتراضي مختلف في درجة حرارة الغرفة. تعتمد المستحلبات غيرionic على ترطيب مجموعات البوليوكسي إيثيلين الخاصة بها لتثبيت المستحلبات ، ويستند اختيارها إلى خصائص الواجهة في درجة حرارة الغرفة. في درجات الحرارة العالية ، يصبح ترطيب المستحلبات أصغر ، وقيم HLB الخاصة بهم مختلفة تماما. ويمكن اعتبارها جزيئات من خصائص مختلفة. في بعض الحالات ، يكون المستحلب أكثر استقرارا في درجة الحرارة العالية منه في درجة الحرارة المنخفضة. في هذه الحالة، إذا تم الاستنتاج فقط على أساس اختبار تسارع درجة الحرارة العالية، فإنه ليس فقط غير صحيح، ولكن أيضا مضللة.

كما تزيد دورة ذوبان التجميد من حمولة المستحلب ، وهناك بعض المشاكل المتأصلة. في درجات الحرارة المتجمدة، قد يكون تشكيل بلورات الجليد في مستحلبات O/W استطالة وتسطيح جزيئات النفط. بالإضافة إلى ذلك ، يفقد الجزء الدهني من المستحلب سيولته ، والجزء المائي تلقائيا "يجفف" بسبب تجميد وهطول الماء. إذا كان مستحلب "يشفي" قبل حدوث الالتحام ، فإن المستحلب سيصمد أمام الاختبار. إذا كان معدل إعادة حل المكونات بطيئا ، فإن المستحلب غير مستقر ، وهو يختلف عن العملية التي تحدث في درجة حرارة الغرفة.

عمل الطرد المركزي هو طريقة أخرى تستخدم الجاذبية المتسارعة لتطبيق حمولة على المستحلب. نصف قطرها هو 10cm، وسرعة 3750r/min ل5h ما يعادل 1 سنة للجاذبية. لذلك، يمكن تطبيق هذه الطريقة على العمليات حيث تكون السرعة حاسمة للتخبط والتقسيم الطبقي. بعض الناس استخدام طريقة الطرد الفائق لتحديد كميا استقرار مستحلب. الوقت المطلوب أقصر من الوقت الذي تتطلبه الطريقة التقليدية ، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من العمل لدراسة العلاقة بين النتائج والاختبارات في الوقت الحقيقي ، واستخدام الارتباط للتنبؤ بثبات المستحلب. سرعة الطرد الفائق تصل إلى 25000r / دقيقة. في ظل هذه الظروف عالية السرعة ، هناك فرق بين استقرار المستحلب والاستقرار في ظل الظروف العادية . تحت مثل هذا الطرد المركزي عالي السرعة ، فقط التلاحم هو المرحلة الحاسمة من السرعة ، لذلك تتراكم قطرات أو جزيئات بسرعة ، مما يتسبب في فصل وسط الماء بسرعة. في ظروف التخزين العادية ، يحدث التخبط القابل للعكس والتخبط الذي لا رجعة فيه ، وكلاهما قد يكون المرحلة الحاسمة من سرعة العملية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تطبيق مثل هذه القوة القوية سيتسبب في تسرب الفيلم السائل لسائل المرحلة المائية بين القطرات ويسبب تدمير فيلم المستحلب.

فقط من خلال مواصلة دراسة العلاقة بين نتائج الاختبار المتسارع والنتائج في ظل ظروف التخزين العامة ، يمكن استخدام الاختبار المتسارع بشكل صحيح للتنبؤ بثبات المستحلب.