¿Por qué algunos emulsionantes tienen que depender de alcoholes grasos y otros no? ——Volver a comprender la lógica general del diseño desde la arquitectura (perspectiva de I + D)
En los últimos diez años de experiencia en el desarrollo de fórmulas, una pregunta que se ha planteado repetidamente es: ¿Por qué algunos sistemas emulsionados tienen que agregar alcohol cetílico/alcohol cetearílico, mientras que algunos sistemas pueden obtener una estructura de emulsión estable y controlable sin depender en absoluto del alcohol graso?
Esta pregunta puede parecer simple, pero esencialmente involucra el punto de inflexión clave del sistema emulsionante desde la era de la formulación empírica hasta la era del diseño estructural.
Hoy, desde la perspectiva de un personal de I+D, partiendo de la lógica de la formulación industrial, volveremos a analizar este problema y combinaremos nuestra experiencia práctica en el sistema autoemulsionante para explicar por qué sistemas como OILREE® MY965 (estearato de PEG-100 y estearato de glicerilo) pueden lograr una disminución de la dependencia de alcoholes grasos y el mecanismo estructural detrás de esto.
I.El verdadero papel del alcohol graso en el sistema de emulsificación tradicional.
En muchos sistemas tradicionales O/W, el alcohol graso (como el alcohol cetílico o el alcohol cetearílico) a menudo se confunde con parte de un emulsionante. Pero desde el punto de vista de la estructura química del sistema, su función real es:
Material de construcción de estructura de red cristalina.
Su papel se refleja principalmente en tres aspectos:
Una es formar una red cristalina para que las gotas de aceite queden fijadas a nivel físico.
El segundo es aumentar la viscosidad del sistema para que el sistema tenga una cierta resistencia al flujo.
El tercero es mejorar la estructura táctil para que el sistema muestre una textura más estable durante el uso.
Sin embargo, debe quedar claro que estos efectos no están involucrados en el proceso de emulsificación en sí, sino en el refuerzo estructural del sistema después de la emulsificación. Por lo tanto, la lógica de los sistemas tradicionales suele ser completar primero la emulsificación y luego confiar en el sistema de alcoholes grasos para establecer la estructura final. Este método se caracteriza por una estructura clara, pero una alta dependencia de los lípidos sólidos.
II.Cambios en el sistema de emulsificación estructural.
El mayor cambio en la industria de las fórmulas en los últimos años no es en realidad la mejora de las materias primas, sino el cambio de la lógica estructural. Los sistemas tradicionales se basan en redes cristalinas de alcoholes grasos, mientras que los sistemas de nueva generación están comenzando a depender de estructuras a nivel molecular. Por ejemplo, algunos sistemas emulsionantes modernos típicos utilizarán: copolímero de acriloildimetil taurato de sodio. La característica de este sistema polimérico es que no proporciona viscosidad a través de “cristales sólidos”, sino a través de:
·Enredo de cadenas de polímeros
·Estructura de red acuosa
·Estado de microgel estable
Para mantener la estabilidad del sistema.
Hay un cambio muy crítico en esta estructura:
La viscosidad del sistema ya no depende del material sólido, sino de la estructura de fases continuas.
Este cambio de paso es muy importante porque debilita directamente la necesidad de alcohol graso.
III. ¿POR QUÉ MY965 puede reducir la dependencia del alcohol graso?
En aplicaciones industriales reales, la razón por la que MY965 se usa a menudo para reducir la cantidad de alcohol graso no es porque tiene una capacidad emulsionante más fuerte, sino porque cambia la etapa de formación de la estructura. En el sistema tradicional, la estructura se forma durante el proceso de enfriamiento, es decir, una vez completada la emulsificación, se forma el "cristal largo". La diferencia entre el sistema MY965 es que la estructura ya ha comenzado a formarse en la etapa de emulsificación.
Proporciona una adsorción interfacial estable a través del estearato de PEG-100, al tiempo que combina la compatibilidad lipídica del estearato de glicerilo, de modo que la propia membrana interfacial tiene una cierta resistencia estructural.
Esto traerá un resultado:
El sistema ya no depende completamente de la red de cristales tardíos para formar la estructura.
En muchas recetas, esto significa que el alcohol graso ya no es una necesidad, sino una opción.
IV.Las principales ventajas de un sistema estructurado
En el sistema tradicional, la viscosidad se controla básicamente mediante agentes estructurales de alcohol graso o cera, lo que genera un problema: la viscosidad y la sensación de la piel están ligadas. Sin embargo, en los sistemas modernos, la viscosidad puede regularse mediante la estructura de la interfaz. Por ejemplo, en algunos sistemas emulsionantes livianos, se combinará:
Cocoato de glicerilo Peg 7, la función de este componente es reducir la tensión interfacial, al tiempo que mejora la compatibilidad de la fase aceite-agua, de modo que el sistema permanezca estructuralmente intacto en condiciones de bajo contenido de sólidos.
Esto significa:
·No es necesario depender de una alta proporción de alcohol graso
·La viscosidad se puede lograr mediante el diseño del sistema.
·La sensación de la piel puede ser más ligera y flexible.
Esta es también la razón principal por la que las recetas modernas son cada vez más ligeras.
V. ¿Por qué el sistema tradicional sigue dependiendo del alcohol graso?
Desde un punto de vista industrial, el alcohol graso no se ha eliminado, todavía juega un papel clave en muchos sistemas, especialmente en sistemas con alto contenido de fase oleosa. Por ejemplo, algunos sistemas de fortalecimiento estructural todavía dependen de: Tribehenina
La función de dichos materiales es proporcionar una red adicional de lípidos sólidos para mejorar la capacidad de resistir el colapso. En otras palabras: la ventaja del sistema de alcoholes grasos no es avanzada, sino estable. En entornos industriales con grandes fluctuaciones de producción y diferencias obvias de equipos, este tipo de redundancia estructural sigue siendo necesaria.
VI.La naturaleza de las diferencias estructurales: ¿Quién determina el principal mecanismo de estabilidad del sistema?
Si simplifica los dos tipos de sistemas, las diferencias esenciales son muy claras:
Sistema tradicional:
·El emulsionante es responsable de la interfaz.
·El alcohol graso es el responsable de la estructura.
·La estabilidad proviene de una red sólida
Sistema moderno:
·Los emulsionantes participan en la interfaz y estructura al mismo tiempo.
·Viscosidad auxiliar del sistema polimérico.
·La estabilidad proviene de las redes moleculares.
A juzgar por las tendencias en I+D
En nuestros proyectos de formulación de los últimos años, una tendencia muy obvia es que el papel del alcohol graso está cambiando.
Ya no es el esqueleto del sistema, sino más bien un regulador:
·Se utiliza para afinar el toque.
·Se utiliza para mejorar la estructura local.
·Se utiliza para mejorar la ventana de estabilidad.
Pero ya no es la única fuente de estabilidad del sistema. Esto significa que se está relanzando la libertad de diseño de fórmulas.
Conclusión: El cambio central del sistema emulsionante no es si hay alcohol graso o no, sino quién soportará la estructura.
Volver a la pregunta original:
¿Por qué algunos emulsionantes tienen que depender del alcohol graso y otros no?
La respuesta esencial es realmente muy simple:
·Sistema tradicional: la estructura proviene de cristales sólidos
·Sistema moderno: la estructura proviene de la interfaz y la red molecular.
· MY965 representa la segunda lógica: sistema de emulsificación pretipo estructural
Cuando cambia la fuente estructural, la necesidad de alcohol graso naturalmente disminuye.
Yichang Mingya New Material Technology Co., Ltd.
