Agua y aceite: usando el sistema HLB para crear emulsiones no-iónicas
Naturalmente, el agua y el aceite no se mezclan debido a la tensión interfacial entre ellos. En cosmética, esta mezcla es fundamental para añadir ingredientes activos solubles en un tipo de fase (acuosa u oleosa) o partículas a una base de fase diferente.
Emulsiones proporcionan esta combinación con la ayuda de un agente activo de superficie, es decir, un surfactante, que proporciona la reducción de la tensión entre los elementos o partículas y de esta forma esta reducción en la tensión también reduce:
- la cantidad de energía mecánica para formar la emulsión,
- el trabajo de los surfactantes en la interfaz para evitar que las pequeñas gotas dispersas se unan nuevamente,
- la cantidad de surfactante necesaria para alcanzar el efecto deseado en la piel.
Dependiendo de los ingredientes que se añadan en una formulación, los distintos surfactantes tienen diferentes efectos reductores. El surfactante que aporta la menor tensión entre el aceite y el agua puede considerarse el HLB NECESARIO para esa formulación.
¿Qué es HLB?
Una molécula de surfactante tiene un lado que se asocia a la fase oleosa y otro que se asocia a la fase acuosa. El equilibrio entre estas fases se denomina valor HLB de ese surfactante (HLB = equilibrio hidrófilo/lipófilo).
Los surfactantes pueden ser aniónicos (con carga negativa), catiónicos (con carga positiva), anfóteros (la carga varía con el pH) o no iónicos. El sistema HLB se desarrolló para los surfactantes no iónicos porque en general son menos irritantes y más compatibles con otros tipos de surfactantes, sales y con un rango de pH más amplio.
Por ello, el HLB se ha convertido en un sistema numérico muy útil que estima cómo interactúan los aceites y el agua. Cada surfactante no iónico tiene asociado un número HLB. Los HLB más altos indican un surfactante más hidrofílico, mientras que los HLB más bajos indican surfactantes más lipofílicos.
Los aceites seleccionados y el tipo de formulación deseada permiten calcular el HLB NECESARIO, y el surfactante más cercano a este valor dará el mejor rendimiento. De este modo, la guía HLB ahorra tiempo en el desarrollo de su producto.
FIGURA 1: Ejemplos de HLB NECESARIO para algunas aplicaciones
Cómo calcular el HLB NECESARIO de su formulación
Para realizar este cálculo, debemos hacer una prueba simple y práctica en nueve pequeños experimentos. Necesitará los siguientes materiales:
- Un kit HLB,
- Aproximadamente 250 g de su fase oleosa
- Ocho recipientes pequeños con tapa
¿Qué es y cómo montar un kit HLB?
El kit HLB es un conjunto de recipientes con blends de surfactantes no-iónicos. Está compuesto de la siguiente forma:
- HLB 2:8% SPAN® 80 / 92% SPAN 85
- HLB 4:88% SPAN 80 / 12% SPAN 85
- HLB 6:83% SPAN 80 / 17% TWEEN®80
- HLB 8:65% SPAN 80 / 35% TWEEN 80
- HLB 10: 46% SPAN 80 / 54% TWEEN 80
- HLB 12: 28% SPAN 80 / 72% TWEEN 80
- HLB 14: 9% SPAN 80 / 91% TWEEN 80
- HLB 16: 60% TWEEN 20 / 40% TWEEN 80
¡Solicite muestras para montar su kit!
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Etapa 1: Prepare las emulsiones
La primera emulsión es el control con sólo aceite y agua, sin surfactante. Al fin y al cabo, hay que saber si este aceite ya tiene propiedades surfactantes inherentes en sí mismo. Las emulsiones poseen:
– 20 gramos de fase oleosa,
– Para el control, 0 g de surfactante,
– Para los frascos siguientes, 2 g de surfactante, cada uno con su valor HLB.
¡Recuerde etiquetar los frascos como control o con el valor de HLB de prueba!
Tapar y mezclar enérgicamente.
Añadir 28 g de agua desionizada.
Tape de nuevo y agite cada uno unas 20 veces.
Etapa 2: Observe cuál emulsión es más estable
Vea qué emulsión tuvo la menor separación de fases, o la emulsión cuyas fases se separaron en último lugar. El HLB del surfactante utilizado en esta emulsión es el HLB requerido para esta única fase oleosa.
Ahora que sé mi HLB NECESARIO. ¿Cómo selecciono el emulsificante para mi formulación?
Con el HLB definido, todavía tiene algunos criterios que pueden influir en su elección. Por ejemplo, el tipo química (éter o éster), la forma física más favorable para formular (líquido, sólido, comprimidos), el precio y otras funciones que puede ofrecer. También puede seleccionar una mezcla en lugar de un único surfactante. Conozca estos y otros criterios con nuestra guía sobre el HLB.