ТЕХНОЛОГИЯ КОСМЕТИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ

Глава 13. ТЕХНОЛОГИЯ КОСМЕТИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ

§ 1. Жидкие неоднородные системы

В технологии косметических изделий используются три различные жидкие гетерогенные системы:

1) состоящие из жидкой дисперсионной среды и взвешенных в ней

твердых частиц, называемые суспензиями (различные жидкие кремы, зубные пасты и др.);

2) состоящие из жидкой дисперсионной среды и взвешенных в ней частиц одной или нескольких жидкостей, называемые эмульсиями (эмульсионные кремы);

3) состоящие из жидкой дисперсионной среды и взвешенных в ней частиц газов, называемые пенами (препараты в аэрозольной упаковке).

Суспензии. Из трех видов жидких гетерогенных смесей в косметических изделиях чаще встречаются суспензии. Они различаются по количеству дисперсной твердой фазы и по степени ее дисперсности, т. е. по концентрации и по величине взвешенных твердых частиц. В производственных условиях используются как суспензии, содержащие самые незначительные примеси взвешенных твердых частиц, так и суспензии, которые вследствие большого содержания твердой фазы почти теряют свойство текучести. Повышение содержания твердого вещества в суспензиях вызывает увеличение вязкости всей смеси, причем при некоторой концентрации вязкость может стать настолько значительной, что суспензия, теряя свойства текучести, практически перестает быть жидкостью. По степени дисперсности твердой фазы различают грубые суспензии, у которых взвешенные твердые частицы имеют размеры более 100 мкм, тонкие суспензии с взвешенными частицами твердой фазы размером примерно от 100 до 0,5 мкм.

По внешнему виду тонкие суспензии кажутся совершенно однородными, однако гетерогенность их может быть обнаружена при помощи микроскопа. Мути, в которых степень раздробленности дисперсной фазы такова, что взвешенные частицы достигают величины 100 нм. Коллоидные растворы, частицы дисперсной фазы которых имеют размеры, находящиеся в пределах от 100 нм до величины молекул.

На практике в технологических процессах изготовления кремов приходится сталкиваться со всеми видами суспензий, причем в большинстве случаев размеры взвешенных частичек являются весьма различными.

Эмульсии. Это однородные по внешнему виду системы, состоящие из двух практически взаимно нерастворимых жидкостей, одна из которых при этом находится в мелкодиспергированном виде, а другая представляет собой сплошную среду с распределенными в ней диспергированными частицами первой жидкости. Диспергированная жидкость называется дисперсной фазой, а жидкость, в которой размещена дисперсная фаза, называется дисперсионной средой. На практике часто hcj пользуются такие эмульсии, в которых одна жидкость является водой, а другая - органической жидкостью, условно называемой маслом.

Известны три типа эмульсии (на рис. 10 показаны эмульсии, увеличенные в 1200 раз):

1) масло — вода, или в сокращенном обозначении м/в, в этом случае масло является дисперсной фазой, а вода - дисперсионной средой;

2) вода - масло (сокращенно в/м);

3) эмульсия смешанного типа, когда в ней одновременно представлены оба типа: м/в и в/м.

Образование дисперсной фазы в системе (механическое дробление, ультразвук и др.) сопровождается значительным увеличением запаса свободной поверхностной энергии (тем больше, чем больше диспергирована фаза). Согласно второму закону термодинамики, эта система является неустойчивой: в ней должны будут самопроизвольно протекать процессы, направленные в сторону уменьшения запаса свободной энергии. В эмульсии эти процессы выражаются в самопроизвольном слиянии диспергированных частиц, что вызывает ее расслаивание. Критический размер частиц, ниже которого эмульсии становятся устойчивыми (т. е. размер взвешенных частиц, ниже которого расслаивания жидкостей, образующих эмульсию, не происходит), находится в пределах 0,4-0,5 мкм.

Повышение стойкости эмульсий может быть достигнуто двумя путями: дроблением частиц до размеров 0,4 мкм; введением в смесь эмульгирующих агентов, так называемых эмульгаторов, которые, являясь поверхностно-активиыми веществами, снижают поверхностное натяжение на границе раздела фаз. Будучи адсорбированными в этих слоях, эмульгаторы создают на поверхности частиц дисперсной фазы защитные пленки, препятствующие их слиянию.

С помощью эмульгаторов можно получить эмульсию весьма высокой концентрации дисперсной фазы, например стойкую эмульсию с содержанием 90 % дисперсной фазы. При изготовлении эмульсионных изделий необходимо решать две задачи: первая - получить эмульсию и вторая — стабилизировать ее на время гарантии качества препарата. Для этой цели в эмульсии вводят вещества, которые, так же как и эмульгаторы, образуют защитные пленки на поверхности частиц и способствуют понижению межфазного поверхностного натяжения на границе жидкостей и удержанию вследствие этого взвешенной фазы в тонко раз-дробленном состоянии в течение продолжительного времени. Такие вещества называются стабилизаторами эмульсий.

Вязкие эмульсии (например, густые кремы) являются более устойчивыми, чем жидкие. Большое влияние на стойкость эмульсии оказывает температура. При повышении ее свыше 30 °С устойчивость эмульсии понижается.

Рис. 10. Микрофотографии эмульсий различных типов (увеличение в 1200 раз):
а ~ эмульсия масло в воде (м/в); б ~ эмульсия вода в масле (в/м); в ~ эмульсия смешанного типа