¿Por qué los emulsionantes con el mismo valor HLB funcionan de manera diferente?
Revisando la lista de materias primas y revisando recetas, tengo que lidiar con los valores HLB casi todos los días. Ya sea que se trate de la aplicación de una loción de agua diaria, una crema humectante o el desarrollo de protectores solares, maquillaje y productos de cuidado, todos observarán el valor del equilibrio hidrofílico y oleofílico del emulsionante por primera vez. Con el tiempo, muchas personas han formado un pensamiento fijo: siempre que los valores HLB de los dos emulsionantes coincidan, el efecto de El uso no será mucho peor.
Después de comenzar y practicar, muchas personas se encontrarán con una situación: dos emulsionantes con exactamente el mismo valor HLB se empaquetan en la misma fórmula y el estado del producto terminado es muy diferente. Algunas muestras todavía tienen una textura uniforme después de un mes, y otras se colocan en capas y se blanquean en solo unos días; algunos son humectados y refrescantes, otros se riegan con un toque de agua, y otros son pegajosos y pesados al aplicar, y la sensación de congestión en la piel es obvia. Incluso el color y la finura que se ven a simple vista se distinguen claramente.
Muchos formuladores novatos están confundidos acerca de esto. Evidentemente, los estándares de referencia son los mismos. ¿Por qué es diferente el efecto de aterrizaje?De hecho, la respuesta es muy simple: HLB es solo un número de referencia, no es el único criterio para juzgar la fuerza de los emulsionantes.En el campo de la investigación y el desarrollo diario de productos químicos, confiar en un valor único para seleccionar las materias primas es en sí mismo un malentendido que es fácil de superar.
Los números son sólo apariencias y la estructura molecular es el trasfondo interno.
La lógica de cálculo del valor HLB es contar la relación entre el grupo hidrofílico y el grupo oleofílico del emulsionante, lo que equivale a hacer una etiqueta simple para la materia prima, que no puede mostrar la morfología molecular compleja. Esto también significa que el mismo valor no significa que la estructura molecular sea similar.
Existe una amplia gama de emulsionantes en el mercado, que incluyen estructura de polioxietileno, estructura de poliglicerol, cadena larga de grasa, moléculas de cadena ramificada..., de modo que incluso si se tienen las mismas materias primas HLB, los patrones de comportamiento en el sistema aceite-agua son muy diferentes. Cuando la grasa se dispersa en el agua, el emulsionante se acumulará activamente en la superficie de las gotas de aceite para formar una película protectora. La densidad, dureza y disposición de esta película determinan la estabilidad de todo el sistema.
Algunos emulsionantes tienen disposiciones moleculares compactas y la película protectora que forman es sólida y densa, lo que puede retener constantemente las gotas de aceite y resistir influencias externas como cambios de temperatura y golpes de transporte. También existen algunos emulsionantes del mismo valor. Las moléculas están dispuestas sueltas y la película formada es fina y frágil. Después de una pequeña alternancia de frío y calor, se destruirá toda la estructura de la emulsión. En la producción real, para fortalecer la capacidad de carga del sistema, muchas fórmulas funcionarán sinérgicamente con el copolímero de acriloildimetiltaurato de sodio y utilizarán el sistema de suspensión espesante para compensar las deficiencias y mantener aún más la estabilidad del producto.
Además de la capacidad de formación de película, la longitud y la morfología de ramificación de la cadena molecular también cambiarán las propiedades básicas del emulsionante desde la raíz. El mismo valor de HLB, la velocidad de adsorción y la ocupación del espacio de las moléculas de cadena lineal y de las moléculas de cadena ramificada en la interfaz no son lo mismo. Estas diferencias sutiles que no pueden verse a simple vista eventualmente se magnificarán hasta convertirse en una enorme brecha en el rendimiento del producto terminado.
La adaptabilidad de la fase petrolera tiene más derecho a hablar que la comparación digital
Hacer recetas es como construir bloques. Los emulsionantes son conectores y todo tipo de aceites y grasas son los módulos principales. No importa cuán hermosos sean los parámetros del conector, no coinciden con el módulo y toda la estructura aún no se puede usar normalmente. Ésta es también la mayor deficiencia del valor HLB: no puede reflejar la relación de adaptación entre el emulsionante y la grasa.
Hay muchos tipos de aceites y grasas que se utilizan en las fórmulas químicas diarias, y la polaridad y las características moleculares de los diferentes aceites y grasas son diferentes. Los benzoatos de alquilo C12 15, aceites vegetales, ésteres sintéticos, isoalcanos, etc. comúnmente utilizados tienen diferencias obvias en las características entre sí. Dos emulsionantes con el mismo HLB pueden tener afinidad total por un determinado tipo de grasa, y cuando se colocan en otro sistema de grasa, tendrán problemas de unión insuficiente y dispersión insuficiente.
Para dar un ejemplo muy intuitivo, para los aceites y grasas polares no polares, se pueden integrar rápidamente emulsionantes altamente adaptables en el sistema para lograr el mejor equilibrio aceite-agua, mientras que otro emulsionante del mismo valor, incluso si los parámetros teóricos cumplen con el estándar, separará lentamente el aceite y el agua debido a una compatibilidad insuficiente con la grasa. En comparación con el valor, el ajuste entre la grasa y el emulsionante es la clave para determinar el éxito o el fracaso de la emulsificación.
Sensación, apariencia y estructura de la piel.
Los emulsionantes con el mismo valor HLB pueden crear un producto que tiene una sensación en la piel que puede ir en dos direcciones diferentes. Algunos emulsionantes tienen una excelente capacidad de formación de estructuras de cristales líquidos. Durante el proceso de aplicación, la humedad interna se liberará lentamente, el tacto es delicado y sedoso y la sensación de hidratación es plena. Ya sea una loción para el cuidado diario de la piel o un protector solar ligero, es muy adecuado. Otros tipos de emulsionantes tienden a formar una película de aceite cerrada, que está llena de poder humectante, pero la ductilidad se deteriora y la película espesa hará que la piel grasa y la piel mixta a grasa se sientan congestionadas.
Luego, la línea de visión recae en la apariencia del producto, el tamaño de partícula de las gotas de leche determina directamente la textura visual y el tamaño de partícula también está determinado por la estructura del emulsionante. Las emulsiones con tamaños de partículas pequeñas y uniformes se ven transparentes y delicadas, y tienen una sensación completa de alta calidad. Los sistemas con grandes gotas de leche parecerán turbios y pesados en su conjunto. Especialmente en la industria del maquillaje, tales diferencias se magnificarán infinitamente. En productos de premaquillaje, correctores y de enfoque suave, muchas fórmulas agregarán polímero cruzado de dimeticona vinildimeticona para optimizar la textura. Con diferentes emulsionantes, el efecto soft focus final y el tacto sedoso también tienen sus propias características. Este rendimiento de uso enriquecido no se puede predecir de antemano basándose en los valores de HLB.
La categoría de maquillaje en sí tiene requisitos más especiales para las materias primas y también ha generado un sistema de aplicación exclusivo, el sistema de emulsión especial de maquillaje Emulsifier, que tiene estándares que son diferentes de las fórmulas comunes para el cuidado de la piel. Los requisitos de compatibilidad del polvo, velocidad de formación de película y capacidad de retención del maquillaje se superponen capa por capa. Incluso si el valor HLB de muchos emulsionantes convencionales está a la altura del estándar, es difícil satisfacer las exigentes necesidades del maquillaje. Esta también es una razón importante por la que los emulsionantes para el cuidado de la piel y los emulsionantes de maquillaje no se pueden mezclar. La razón.
La fórmula es un proyecto global y un solo parámetro no puede respaldar un sistema completo.
La fórmula química diaria moderna, la combinación de compuestos y la sinergia de múltiples materias primas son el juego principal en la industria. Un producto terminado calificado contiene docenas de materias primas como emulsionantes, espesantes, ingredientes activos, conservantes y sabores. Todos los ingredientes se afectan y restringen entre sí para formar un sistema completo.
El valor HLB se establece para un solo emulsionante, y el valor de referencia disminuirá significativamente frente a sistemas de ligandos complejos e intrincados. Los electrolitos, sustancias activas y polímeros de alto peso molecular en la fórmula cambiarán el comportamiento interfacial original del emulsionante. El rendimiento estable original del emulsionante, después de combinarse con un ingrediente activo específico, el estado puede disminuir bruscamente, mientras que otro emulsionante con el mismo valor HLB puede coexistir armoniosamente con varias materias primas para mantener la estabilidad del sistema.
Es precisamente por esto que la investigación y el desarrollo de fórmulas profesionales no considerarán al HLB como la respuesta final. Al examinar las materias primas, todos usarán primero el HLB para delinear el rango aproximado y luego las probarán una por una según las características del aceite, la estructura molecular, los requisitos de sensación de la piel y los escenarios de aplicación. Desde permanecer a temperatura ambiente, circular a temperaturas altas y bajas hasta simular la vibración del transporte, después de rondas de pruebas, la verdadera fuerza del emulsionante del mismo valor se revelará por completo.
Mire el valor HLB de manera racional: es el punto de partida, no el punto final
Objetivamente hablando, el HLB, como teoría clásica que se utiliza desde hace muchos años, es un conocimiento imprescindible para iniciarse en las fórmulas. Puede ayudar a los profesionales a distinguir rápidamente entre propiedades hidrofílicas y oleófilas, completar la selección preliminar de materias primas y encontrar la dirección general para la construcción de fórmulas. Para la rápida eliminación de materias primas obviamente no coincidentes, el HLB todavía tiene un valor práctico irremplazable.
Sin embargo, la tecnología de la industria se actualiza constantemente y la demanda de productos se vuelve más refinada. La idea de depender de un solo parámetro para la investigación y el desarrollo no se mantendrá al ritmo del ritmo actual del mercado. Desde el cuidado de la piel, hasta el maquillaje, los consumidores tienen requisitos cada vez mayores en cuanto a la estabilidad del producto, la sensación de la piel, el valor de la apariencia y la experiencia. Esto requiere que los formuladores piensen más allá del ámbito digital y obtengan una comprensión profunda de las propiedades moleculares, el comportamiento de la interfaz y la compatibilidad de los emulsionantes.
En el campo actual de la investigación y el desarrollo químicos diarios, saber cómo distinguir las limitaciones del HLB y combinar todo el pensamiento sistémico para diseñar fórmulas es la capacidad central para basarse en la industria. Un valor de HLB simple puede abrirle la puerta a la fórmula, pero si desea crear un producto de alta calidad, estable y sobresaliente, siempre debe confiar en una comprensión integral de las materias primas, los sistemas y los escenarios de aplicación.
Deje de limitarse a un único número de ideas y evite los malentendidos para poder avanzar más en el camino de la investigación y el desarrollo de fórmulas.
Yichang Mingya New Material Technology Co., Ltd.
