Nous sommes un fournisseur mondial de machines de lignes de production cosmétiques, alimentaires et pharmaceutiques depuis plus de 20 ans. Surtout pour la fabrication de mélangeurs, il existe déjà de riches expériences de fabrication et une technologie de pointe avec une usine située dans la province du Jiangsu.
Pour la fabrication du mixeur, il peut être personnalisé en fonction de la demande. Comme la machine est optionnelle, le vide, le mélange, le chauffage, l'homogénéisateur sont utilisés pour l'émulsion, etc. La machine sera donc fabriquée en fonction du processus de fabrication spécifique du produit.
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Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la plupart des produits de soins de la peau sont de nature instable car ces produits sont une combinaison de deux ou plusieurs substances qui ne se mélangent pas. Pour garantir la durée de conservation, ces produits doivent être complétés par des stabilisants appropriés. Généralement, des tensioactifs ioniques ou non ioniques sont ajoutés comme émulsifiants.
On pense que ces amphiphiles de faible poids moléculaire rendent les produits cosmétiques incompatibles avec la peau. L’industrie cosmétique recherche donc des lotions sans tensioactifs capables de remplacer les formulations traditionnelles. Pour produire des produits suffisamment stables et esthétiques, les alternatives les plus prometteuses incluent des émulsifiants polymères ou des particules solides comme stabilisants.
En plus d'utiliser des méthodes de formulation conventionnelles, les émulsions peuvent être stabilisées en utilisant des macromolécules appropriées au lieu de tensioactifs de faible poids moléculaire. La stabilité de l'émulsion est souvent améliorée par l'ajout de polymères pour épaissir et augmenter le rendement de la phase continue.
Cependant, pour améliorer les performances, des polymères tensioactifs tels que l'hydroxypropylméthylcellulose ou le carbomère 1342 peuvent être utilisés comme émulsifiant principal. Ces polymères forment des films interfaciaux structurés qui empêchent efficacement la coalescence des gouttelettes d’huile. Dans ce cas, l'effet stabilisant de l'augmentation de la viscosité de la phase externe est insignifiant.
De tels concepts de formulation sont souvent appelés dispersions hydrolipidiques ou gels dispersifs aqueux, qui conviennent mieux aux produits de protection solaire et sont donc connus sous le nom de formulations « sans émulsifiant ». D'un point de vue physique et chimique, cela est incorrect. (Selon l'Union Internationale de Chimie Pure et Appliquée, les propriétés d'un émulsifiant sont définies comme suit : Un émulsifiant est un tensioactif. Il réduit la tension interfaciale du milieu solvant et a donc un effet positif sur l'adsorption à une petite quantité de l'émulsifiant peut favoriser la formation d'émulsions ou augmenter leur stabilité colloïdale en réduisant l'un ou les deux taux d'agrégation et de coalescence.)
Ce qui distingue ces formulations des émulsions stabilisées par des émulsifiants « classiques » est leur capacité à provoquer des irritations : les émulsifiants polymères ont un poids moléculaire élevé et ne peuvent donc pas pénétrer dans la couche cornée. Par conséquent, aucune interaction indésirable telle que l’acné de Majorque n’est attendue. C'est pourquoi ils sont appelés « sans émulsifiant ». Le tableau 1 montre quelques exemples classiques.
Un polymère croisé acrylate/acrylate d'alkyle en C10-30 a été utilisé comme émulsifiant polymère dans la formule A. L'hydroxypropylméthylcellulose et l'acide polyacrylique ont été utilisés comme co-stabilisants. Le copolymère acrylique est un carbomère émulsifiant polymère 1342 modifié avec un acrylate d'alkyle en C10-30 et réticulé avec du pentaérythritol d'allyle.
Le fragment acrylate d'alkyle lipophile est dominé par le fragment acide acrylique hydrophile. La macromolécule résultante a un poids moléculaire de 4 x 109. Le matériau ne se dissout pas, mais lorsqu'il est neutralisé avec une base appropriée, il se dilate jusqu'à 1 000 fois.
Les émulsifiants polymères carbomères forment une épaisse couche de gel protecteur autour de chaque goutte d'huile dans une phase aqueuse à faible concentration en électrolytes, avec des chaînes alkyles hydrophobes ancrées dans la phase huileuse. Des dosages standards d'émulsifiants polymères de seulement 0,1 % à 0,3 % sont nécessaires pour émulsionner jusqu'à 20 % de l'huile.
Si la lotion entre en contact avec une surface cutanée contenant des électrolytes, elle devient instable car la couche de gel protecteur gonfle immédiatement. Après avoir éliminé la phase huileuse, une fine pellicule d’huile reste sur la peau. Ce procédé facilite la création de produits de protection solaire qui, malgré leurs propriétés hydrophiles, résistent à l'eau lors de leur utilisation.
Les émulsions stabilisées par des polymères croisés acrylate/acrylate d'alkyle en C10-30 peuvent être préparées par des méthodes directes ou indirectes (voir tableau 2).
Tableau 2 Schéma de préparation de gels dispersés dans l'eau utilisant des émulsifiants polymères indirectement ou directement
Pour éviter la dégradation mécanique des émulsifiants polymères de haut poids moléculaire, les homogénéisateurs à haut débit doivent être utilisés avec prudence car cela peut réduire la stabilité de l'émulsion. Généralement, le diamètre moyen des gouttelettes de telles compositions est compris entre 20 et 50 µm. Mais cela n'a pas d'effet négatif sur la stabilité du corps.
Si des systèmes finement dispersés (1 à 5 microns) sont choisis à des fins esthétiques, il est recommandé d'ajouter un co-émulsifiant amphiphile, par exemple du monooléate de sorbitan. Cependant, de telles formules ne peuvent jamais être qualifiées de « sans émulsifiant ».
Bien que la formulation B (voir le bas du tableau 1) soit également un type de dispersion hydrolipidique, elle utilise uniquement de l'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) comme émulsifiant polymère.
Les compositions qui utilisent l'HPMC comme émulsifiant polymère sont moins réactives vis-à-vis des électrolytes par rapport aux dispersions eau-lipides qui utilisent l'émulsifiant polymère carbomère 1342. Ainsi, les émulsions huile/eau dans lesquelles la solution saline en phase externe est utilisée et restent stables pendant le stockage.
En raison des contraintes mécaniques lors de l'application sur la peau, la lotion peut être partiellement détruite et former un fin film gras sur la peau, ce qui minimise l'hydratation cutanée. Une fois l'eau évaporée, une partie de la lotion reste sur la peau, formant un film flexible dans lequel des gouttelettes d'huile sont fixées dans une matrice polymère.
Les émulsions stabilisées par HPMC sont préparées à l'aide d'un homogénéisateur rotor-stator tel que l'Ultra Turrax®. L'homogénéisateur produit de petites gouttelettes de 2 à 5 µm. Un apport d'énergie élevé provenant d'une homogénéisation par ultrasons ou à haute pression peut être utilisé pour produire des nanoémulsions d'un diamètre moyen de 100 à 500 nm.
Les nanoémulsions stabilisées par HPMC peuvent être traitées à froid à partir de la phase lipidique liquide. Pour obtenir la pré-émulsion brute, la phase huileuse liquide et la solution aqueuse de polymère ont été combinées à température ambiante. La pré-émulsion est passée plusieurs fois dans un homogénéisateur haute pression à 20-90 MPa pour obtenir la nanoémulsion finale.
Bien qu’il soit techniquement possible d’augmenter sans problème la pression au-delà de la plage optimale, cela entraîne généralement des tailles de gouttelettes plus grandes et n’obtient pas la dispersion plus élevée souhaitée. Ce phénomène est appelé surtraitement et constitue une caractéristique courante des émulsions stabilisées par des polymères.
Une autre particularité des émulsions stabilisées par HPMC est qu'elles peuvent être stérilisées en autoclave sans détérioration significative de leur qualité. En effet, ils présentent une transition sol-gel thermoréversible. À des températures supérieures à 60 °C, la phase externe s'épaissit et empêche le mouvement des gouttelettes d'huile dispersées.
Les gouttes ne peuvent pas entrer en collision et le taux de fusion est presque négligeable. Ainsi, les formulateurs peuvent créer des émulsions huile dans eau sans conservateur si des emballages résistants à la recontamination sont utilisés.
Comme mentionné précédemment, les émulsions peuvent également être stabilisées uniquement grâce à l'effet d'optimisation de la viscosité résultant de l'ajout de polymères tels que des carbomères (acide polyacrylique). Ces formulations sont appelées émulsions « quasi » car l’effet stabilisant du polymère n’implique pas d’activité interfaciale. Les produits commerciaux adaptés, souvent appelés « baumes », contiennent généralement de petites quantités de lipides dispersés dans un hydrogel.
La fine dispersion des lipides assure une stabilité physique et une durée de conservation suffisante. Cette mesure et la limite d'élasticité de la phase externe minimisent le flux de gouttelettes, supprimant ainsi efficacement l'émulsification et la coalescence des gouttelettes d'huile.
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Heure de publication : 23 novembre 2023