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Presentacin de PowerPoint

Emulsiones

Definicin.Una emulsin es una mezcla de dos o ms lquidos que normalmente son inmiscibles.Pertenecen a una clase ms general de sistemas de dos o ms componentes llamados coloides.Usar uno y otro trmino de manera indistinta no es correcto: una emulsin es un colide, al igual que un sol, un aerosol, un gel, etc.

Componentes de una emulsin.Las emulsiones constan esencialmente de dos fases: la fase dispersa, interna o discontnua y la fase dispersante, externa o contnua. La frontera entre ellas se denomina interfase.

Termodinmica de una emulsin.Las emulsiones normales son termodinmicamente inestables, esto es, luego de un cierto tiempo tendern sus fases a separarse.Para mantener una emulsin ser necesario batir, agitar o someter a la accin del ultrasonido.

Excepciones a la regla.Las llamadas microemulsiones (con un tamao de partcula de la fase dispersa menor a 0.1 mm) son termodinmicamente estables, mientras que las nanoemulsiones (aqu con 20 500 nm) son cinticamente estables. Son transparentes. Los intervalos de tamao de partcula varan de autor a autor.

Tipos de emulsiones.Simples: hidrfilas-lipfilas (H/L) o lipfilas-hidrfilas (L/H). Las fases se representan tambin con las letras W-O (de water y oil), pero para algunos autores esta opcin no es de su agrado.Triples: constituidas por una fase grasa, una fase acuosa y una fase slida, o bien una que sea a la vez hidrfila y lipfila.Mltiples: L/H/L o H/L/H.Microemulsiones.Nanoemulsiones

Factores que afectan la estabilidad.La tensin interfacial tiende a disminuir la superficie de separacin, lo que induce la agregacin de partculas. En este fenmeno, llamado coalescencia (irreversible) las partculas dispersas se engrosan cada vez ms hasta producir la separacin de las fases.Para contrarrestar este fenmeno se emplean tensoactivos que se orientan hacia la interfase y que establecen uniones entre ambas fases.

Factores que afectan la estabilidad.Otro factor es la gravedad, que tiende a hacer migrar las partculas. La velocidad de migracin obedece tericamente la ley de Stokes.Se habla de un cremado si las partculas dispersas migran hacia arriba; si lo hacen hacia abajo el proceso se denomina sedimentcin.Para evitar este fenmeno en el que no se afecta el tamao de las partculas dispersas se puede optar por disminuir el tamao de stas, elegir fases de densidad similar y aumentar la viscosidad del medio dispersante.

George Gabriel Stokes1819-1903

La velocidad de migracin v que siguen las partculas dispersadas obedece a:

v = r (r1 r2)/9h

Donde r = radio de las partculas dispersadas, r1 = densidad del medio dispersante, r2 = densidad del medio dispersado, h = viscocidad del medio dispersante.Ley de Stokes.

El valor del potencial electrocintico o potencial zeta debe ser suficientemente elevado para mantener a las partculas dispersas separadas unas de otras. Cuando las cargas son muy numerosas, la diferencia de potencial con el medio que le rodea es importante y las partculas se repelen entre s.Cuando las cargas estn total o parcialmente neutralizadas, las partculas dispersas se agrupan. ste es el fenmeno de floculacin.La floculacin es tericamente reversible por agitacin, pero habla de una estabiulidad precaria.Factores que afectan la estabilidad.

El efecto de la temperatura para la formacion y estabilidad de las emulsiones es importante, ya que de ella depende el tipo de interacciones entre las moleculas presentes (no debe perderse de vista que mucho de lo que se ha discutido y se discutir es vlido solo a temperaturas cercanas a 20-25C).La temperatura influye en la solubilidad de todos los compuestos presentes (aceites, proteinas, polisacaridos, emulsionantes) y sus interacciones, as como en la viscosidad de la emulsion (entre otros factores). La temperatura a la cual una emulsion cambia su fase dispersa a continua (H/L a L/H o viceversa), se denomina temperatura de inversion de fase y se debe conocer en nuestro sistema a preparar para evitar llegar a ese punto. Factores que afectan la estabilidad.

La difusin molecular o maduracin de Ostwald tambin influye. En este caso las molculas de las partculas dispersas pequeas progresivamente se van incorporando hacia las partculas ms grandes hacindolas an mayores, lo que origina un aumento de la viscocidad. Una elevada viscosidad evidentemente est asociada a una mala dispersin del componente de la fase dispersa.Factores que afectan la estabilidad.

Fase lipfila: es la que condiciona con ms frecuencia las carctersticas del producto acabado. La eleccin de los componentes estar basada en trminos de la viscosidad (en funcin a su vez del porcentaje de cada uno de los ingredientes), el carcter graso y la penetracin cutnea deseados.Fase hidrfila: est constituida principalmente por agua. Sales, glicerol, propilenglicolazcares, urea y cido lctico y sorbitol influyen en la actividad del agua.Cmo formular una emulsin?

Existen muchas opciones, pero debe tenerse en cuenta que el emulsificante debe sersoluble en la fase externa.En las formulaciones cosmticas se reconocen cuatro grupos, a saber: emulgentes no inicos, emulgentes gelificantes, bases autoemulsionables y emulgentes inicos.Emulsionantes o emulgentes.

Un ejemplo es el estearato de trietanolamonio, un emulsionante inico presente en algunas preparaciones dermofarmacuticas y en algunos productos de maquillaje.Emulsionantes o emulgentes.

En la siguiente tabla se dan las proporciones alrededor de las cuales se preparan las diferentes emulsiones utilizadas en la industria cosmtica (leche = fluidas; crema = consistente).Composicin de una emulsin. Fase grasaEmulgenteFase acuosaEmulsin L/H (leche)8 - 20 %3 5 %cbp 100 gEmulsin L/H (crema)15 30 %5 %cbp 100 gEmulsin H/L (leche)30 40 %8 10 %cbp 100 gEmulsin H/L(leche)25 30 %8 10 %cbp 100 g

Emulsiones especiales.Sin agua.Agua en silicn.Oil free.HIPRE.Catinicas.Transparentes.SlidasSin tensoactivo.Para spray. Introduccin a la dermofarmacia y a la cosmetologa. Marie-Claude Martini Editorial Acribia, S. A. Zaragoza, Espaa, 2005. p. 334. TT957 M3718 2005

Cmo preparar una emulsin simple?.Calienta la mezcla de los emulsionantes con la fase grasa y mezclarlos perfectamente: a 70 C para las L/H y a 90 C las H/L hasta conseguir su perfecta fusin.La fase acuosa se calinta a la misma temperatura.Se mezclan rpidamente (salvo cuando el emulgente es una base autoemulsionable) ambas fases. Se obtiene una emulsin directa en el caso de las emulsiones de agua en aceite (H/L) y una emulsificacin por inversin de fase en el caso de las emulsiones de aceite en agua (L/H).El enfriamiento se hace con agitacin lenta. Algunos protocolos exigen una lento y cuidadoso enfriamiento.Los activos termolbiles se introducen a los 40 C o menos, los perfumes a 30 C.

Parmetro HLB para un tensoactivo.El balance o equilibrio hidrfilo-lipoflico HLB, de un tensoactivo es una medida del grado en el que su molcula es hidroflica o lipoflica Se determina tomando en cuenta las diferentes regiones de una molcula siguiendo los criterios establecidos por como describe Griffin en 1949 y 1954.

Griffin ide una escala arbitraria de valores para clasificar a los tensoactivos como lipoflicos, con valores de HLB bajos (de 1-9), e hidroflicos, con valores de HLB altos (10-18). Dentro de estos grupos se encuentran otros subgrupos debido a sus propiedades fsico-qumicas.Parmetro HLB para un tensoactivo.

El mtodo de Griffin para tensioactivos no inicos hace uso de la siguiente ecuacin:

HLB = 20 * Mh /M

Donde Mh es la masa molar de la parte hidrfila de la molcula y M la masa molar de toda la molcula, dando un resultado en una escala de 0 a 20. Un valor de HLB de 0 corresponde a una molcula completamente hidrofbica y un valor de 20 a una molcula completamente hidroflica.Parmetro HLB para un tensoactivo.

El valor HLB se puede utilizar para predecir las propiedades tensoactivas de una molcula: si es menor a 10 ser soluble en lpidos, y si es mayor a 10 ser soluble en agua.Otra interpretacin de los resultados, sta en trminos de sus propiedades fisicoqumicas, es la siguiente: de 1.5 a 3 se considera un agente antiespumante; de 3 a 6 un emulsionante para preparaciones de agua en aceite (H/L o W/O); de 7 a 9: un humectante; de 13 a 15 un detergente; de 12 a 16: un emulsionante para preparaciones de aceite en aguae (L/W u O/W); finalmente, de 15 a 18 es un solubilizante o hidrtropo.Parmetro HLB para un tensoactivo.

Posteriormente J. T. Davies propone un mtodo basado para el valor de HLB basado en los grupos funcionales de la molcula. La ventaja de este mtodo es que toma en cuenta el efecto de grupos en funcin de su tendencia hidroflica. Aqu se usa:

HLB = S mh* Hh S nl* Hl + 7

mh = nmero de grupos hidrfilos en la molculaHh = valor de los grupos hidrfilosmh = nmero de grupos lipfilos en la molculaHh = valor de los grupos lipfilosParmetro HLB para un tensoactivo.

Valores para el mtodo de Davies.Parmetro HLB para un tensoactivo.Grupos hidroflicosValor del grupo hidroflico -OSO3Na38.7 -CO2K21.1 -CO2Na9.4 -NR3+9.4 ster (anillo de sorbitano)6.8 ster (libre)2.4 -CO2H2.1 -OH1.9 -O- (ter)1.3 -OH (anillo de sorbitano)0.5

Valores para el mtodo de Davies.Parmetro HLB para un tensoactivo.Grupos lipoflicoValor del grupo lipoflico -CH3, metilo, carbono primario-0.475 -CH2-, metileno, carbono secundario-0.475 -CH=, netino, carbono terciario-0.475 =C=, carbono cuaternario-0.475

cido oleico: 1.

Triestearato de sorbitano: 2.1.

Valores de HLB para algunos tensoactivos.

Monoestearato de sorbitano: 4.7.

Monolaurato de sorbitano: 8.6.

Valores de HLB para algunos tensoactivos.

Polisorbato 65: 10.5.

Polisorbato 80: 15.

Valor