Полярность масел и эмолентов: что это значит и как оно влияет на формулу

В мире косметики и ухода за кожей существует немало терминов, которые могут показаться сложными. Один из них – полярность масел и эмолентов. Давайте рассмотрим это понятие и их влияние на создание косметических формул. Но приготовьтесь, придется читать медленно и погружаться в терминологию косметической химии...

Что такое полярность

Полярность - это характеристика молекул, определяемая распределением зарядов в молекулах, их фрагментах или отдельных связях и предопределяющая их дипольный момент.

Полярность является результатом неравномерного частичного распределения заряда между разными атомами в соединении. Атомы, такие как: азот, кислород и галогены (фтор, хлор, бром), являются более электроотрицательными, имеют отчасти отрицательные заряды. Атомы, такие как углерод и водород, имеют тенденцию быть более нейтральными или иметь частичные положительные заряды.

Полярные молекулы должны содержать полярные связи из-за разности электроотрицательности между связанными атомами. Проще говоря, молекулы в которых присутствуют одна или несколько связей с электроотрицательными атомами (т.е. полярных связей), считаются полярными. Молекулы, у которых таких связей нет, или эти связи расположены симметрично и компенсируют друг друга, неполярны.

Как определяется полярность масел и эмолентов

Полярность масел

Химически масла классифицируются как триглицериды, то есть эфиры жирных кислот. Эти сложные эфиры образуются в результате реакции конденсации жирных кислот со спиртами, содержащими несколько ОН-групп. В результате этого, в каждой молекуле масла присутствует эстерная (COO) связь, умеренно полярная, поскольку существует высокая разница электроотрицательности связей атомов углерода и кислорода.

Однако длинные углеводородные цепи, присутствующие в молекуле спирта, содержат неполярные C-C и очень слабо полярные (почти неполярные) C-H связи, имеющие разность электроотрицательности от нуля до незначительной.

В этих длинных неполярных углеводородных цепей незначительный эффект полярности группы COO игнорируется. Следовательно, в большинстве случаев молекула масла считается неполярной.

К наиболее распространенным неполярным маслам относятся:

• кокосовое масло;
• оливковый сквалан;
• минеральное масло;
• масло какао;
• пальмовое масло;
• вазелин.

Однако многие растительные масла являются сложными смесями, содержащими неполярные и полярные компоненты. Рассмотрим на примере оливкового масла. К неполярным компонентам оливкового масла входят триглицериды и стерины, а к многочисленным полярным компонентам относятся свободные жирные кислоты, алифатические спирты, токоферолы (содержащие полярную головку и неполярные хвосты), фенольные соединения и т.д.

Функциональные группы COOH и OH, присутствующие в этих полярных компонентах, имеют значительные значения дипольного момента, тем самым делая полярной молекулу оливкового масла.

Ниже приведем примеры других полярных масел:

• масло авокадо;
• масло джоджоба;
• ши баттер;
• льняное масло;
• касторовое масло;
• масло виноградных косточек;
• аргановое масло и т.д.

Полярность эмолентов

Эмоленты – это жирорастворимые молекулы синтетического происхождения, которые отличаются друг от друга своей формулой и структурой, однако подобно маслам, молекулы эмолентов также имеют эстерную связь (COO). Однако, в отличие от масел, углеводородные цепи неполярных связей молекул эмолентов не столь длинны, чтобы компенсировать полярность связи СОО, что делает эмоленты полярными веществами.

В залежності від структурної формули та кількості полярних зв'язків, полярність емолентів варіюється від низької до високої. Нижче наведено табличку найуживаніших емолентів та їх значень полярності.

Торгова назва	INCI Name	Polarity
Cetiol® B	Dibutyl Adipate	Высокая
Cetiol® AB	C12-C15 Alkyl Benzoate	Высокая
Eutanol® G	Octyldodecanol	Высокая
Cetiol® PGL	Hexyldecanol (and) Hexyldecyl Laurate	Средняя
Myritol® 312	Capric/Caprylic Triglyceride	Средняя
Cetiol® J 600	Oleyl Erucate	Средняя
Cetiol® LC	Coco-Caprylate/ Caprate	Средняя
Cetiol® A	Hexyl Laurate	Средняя
Cetiol® C 5	Coco-Caprylate	Средняя
Cetiol® RLF	Caprylyl–Caprylate/Caprate	Средняя
Cetiol® CC	Dicaprylyl Carbonate	Средняя
Plantasens Olive LD	Hydrogenated Ethylhexyl Olivate, Hydrogenated Olive Oil Unsaponifiables	Средняя
Cetiol® OE	Dicaprylyl Ether	Низкая
Cetiol® S	Diethylhexyl Cyclohexane	Низкая
Gosulin IL	Isoamyl Laurate, Isoamyl Cocoate	Низкая
Luvitol® Lite	Hydrogenated Polyisobutene	Низкая

Как влияет полярность на структуру эмульсии

Из всех свойств полярность является, вероятно, одним из важнейших для стабильности эмульсии. Индекс полярности масла может оказывать влияние на все: от вязкости, текстуры и внешнего вида до ощущения на коже, срока годности.

Выделяют два ключевых момента, на которые влияет полярность жирной фазы в эмульсии: стабильность и растворимость липофильных кристаллических материалов. Полярность оказывает большое влияние на стабильность эмульсий как «масло-в-воде», так и «вода-в-масло». Общеизвестно, что легче получить стабильные эмульсии с неполярными эмолентами и растительными маслами, чем с полярными синтетического или природного происхождения. Таким образом, чем больше значение полярности композитной масляной фазы, тем сложнее ее эмульгировать.

Очень полярные масла также могут привести к созреванию Оствальда, которое связано с диффузией молекул масла через водную фазу от меньших капель масла до более благоприятных капель масла (для эмульсий О/В). Этот процесс может привести к разделению фаз. Созревание Оствальда можно снизить путем добавления масел очень низкой полярности к полярным маслам. Это уравновешивает полярность, что упрощает стабилизацию эмульсии.

Как создать стабильную формулу с учетом полярности и ГЛБ эмульгаторов

Стабильность эмульсий с полярными маслами и эмолентами достигается двумя путями:

1. Комбинирование эмолент разной полярности: для того чтобы уменьшить общую полярность жировой фазы необходимо к высокополярным эмолентам добавлять неполярные или низкополярные масла (смотрите выше приведенную таблицу)
2. Подбор корректного эмульгатора: для полярных масел нужны эмульгаторы с более высоким значением ГЛБ. Гидрофильный липофильный баланс (ГЛБ) – это отношение полярной части (гидрофильных групп) к неполярной части (липофильных групп) поверхностно-активного вещества (эмульгатора). Значения ГЛБ разных эмульгаторов колеблются от 0 до 40 единиц. Чтобы достичь необходимой стабильности, можно комбинировать несколько эмульгаторов с различными значениями ГЛБ и их процент добавления, учитывая тип эмульсии.

Сегодня мы рассмотрели одно из важных свойств, влияющее на стабильность эмульсий – полярность масел и эмолентов. Выяснили зачем комбинировать масла разной полярности и определили закономерность между полярностью жирной фазы и индексом ГЛБ эмульгатора. А как подобрать правильный эмульгатор для конкретной эмульсии, отталкиваясь от его значения ГЛБ, мы расскажем в следующей статье. Подписывайтесь на наш телеграм канал BEURRE, через который вы сможете получать актуальные новости о публикациях новых статей, выходе новых видеоуроков и вкусные скидки на выбранный ассортимент магазина BEURRE.