Água e óleo: usando o sistema HLB para criar emulsões não-iônicas
Naturalmente, água e óleo não se misturam por conta da tensão interfacial entre eles. Em cosmetologia, essa mistura é fundamental para adicionar ingredientes ativos solúveis em um tipo de fase (aquosa ou oleosa) ou partículas à uma base de fase diferente.
Emulsões proporcionam essa combinação com a ajuda de um agente ativo de superfície, ou seja, um surfactante, que proporciona a redução da tensão entre os elementos ou partículas e desta forma essa redução na tensão também reduz:
- a quantidade de energia mecânica para formar a emulsão,
- o trabalho dos surfactantes na interface para evitar que as gotículas dispersas se unam novamente e
- a quantidade de surfactante necessária para atingir o efeito desejado de toque na pele.
Dependendo dos ingredientes que são adicionados em uma fórmula, surfactantes diferentes têm efeitos de redução diferentes. O surfactante que trouxer a menor tensão entre óleo e água pode ser considerado o HLB NECESSÁRIO para aquela formulação.
O que é HLB?
A molécula de um surfactante possui um lado que se associa à fase oleosa e um lado que se associa à fase aquosa. O equilíbrio entre essas fases é chamado de valor HLB desse surfactante (HLB = hydrophile/lipophile balance – equilíbrio hidrofílico/lipofílico).
Os surfactantes podem ser aniônicos (possuir carga negativa), catiônicos (possuir carga positiva), anfotéricos (carga varia com o pH) ou não-iônicos. O sistema HLB foi desenvolvido para surfactantes não-iônicos porque no geral eles são menos irritantes e mais compatíveis com os outros tipos de surfactantes, sais e com uma amplitude maior de pH.
Por isso o HLB se tornou um sistema numérico muito útil que estima como os óleos e água interagem. Cada surfactante não-iônico tem um número de HLB associado a ele. HLBs mais altos indicam um surfactante mais hidrofílico, enquanto HLBs mais baixos indicam surfactantes mais lipofílicos.
Os óleos selecionados e o tipo de formulação que se deseja obter permitem calcular o HLB NECESSÁRIO, e o surfactante que mais se aproximar desse valor trará a melhor performance. Dessa forma, o guia de HLB permite ganhar tempo no desenvolvimento de seu produto.
FIGURA 1: Exemplos de HLB NECESSÁRIO para algumas aplicações
Como calcular o HLB NECESSÁRIO da sua formulação
Para realizar esse cálculo, precisamos fazer um teste simples e prático em nove pequenos experimentos. Você precisa dos seguintes materiais:
- Um kit HLB,
- Aproximadamente 250 g da sua fase oleosa,
- Oito recipientes pequenos com tampa
O que é e como montar um kit HLB?
O kit HLB é um conjunto de recipientes com blends de surfactantes não-iônicos. Ele é composto da seguinte maneira:
- 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
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2 itens disponíveis
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Span™ 85
Triéster de Sorbitan usado largamente em Personal Care. Emulsificante de A/O, recomendado particularmente para componentes lipídicos insaturados como álcool oleil ou óleos vegetais.
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Etapa 1: Prepare as emulsões
A primeira emulsão é o controle apenas com óleo e água, sem surfactante. Afinal, você precisa saber se esse óleo já possui propriedades surfactantes inerentes em si. As emulsões possuem:
– 20 gramas de fase oleosa,
– Para o controle, 0 g de surfactante,
– Para os frascos seguintes, 2 g de surfactante, cada uma com o seu valor HLB.
Lembre-se de rotular os frascos como controle ou com o valor HLB de teste!
Tampe e misture vigorosamente.
Acrescente 28 g de água deionizada.
Tampe novamente e balance cada uma 20 vezes.
Etapa 2: Observe qual emulsão é mais estável
Veja qual das emulsões teve a menor separação de fases, ou a emulsão cujas fases se separaram por último. O HLB do surfactante utilizado nessa emulsão é o HLB necessário para essa fase oleosa única.
Agora eu sei meu HLB NECESSÁRIO. Como seleciono o emulsificante para a minha formulação?
Com o HLB definido, você ainda tem alguns critérios que podem influenciar a sua escolha. Por exemplo, o tipo químico (éter ou éster), a forma física mais favorável para formular (líquido, sólido, pastilhas), o preço, e outras funções que ele pode oferecer. Você também pode selecionar um blend ao invés de um único surfactante. Conheça esses e outros critérios com o nosso guia de HLB.