Glutamate Yüzey Aktif Maddeler ile Doğal Micel Kıvamlaştırıcılar

13 Şubat 2020

Amino asit bazlı yüzey aktif maddeler, son yirmi yılda kişisel bakım ürünlerinde, evsel temizleyicilerde ve endüstriyel temizleyicilerde birçok avantaj nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır.

Çok hafif [1-3] anyonik yüzey aktif maddelerdir, bu da ciltte kurumaya [4] yol açmaz ve SLS, SLES gibi yüzey aktif maddelerin [5,6] olumsuz etkilerinden, yardımcı yüzey aktif maddeler olarak kullanılmalarıyla koruma sağlarlar. Ayrıca iyi temizlik özelliklerinin yanı sıra mükemmel köpük oluşumu gösterirler. Bu sayede köpüğün yüksek mikro gözenekliliği, kremsi beyaz yapısını
ve stabilitesini destekler [7]. Amino asit bazlı yüzey aktif maddeler kolayca biyolojik olarak parçalanabilir [8-10] ve son derece düşük toksisite gösterir [11]. Bu iki önemli özellik, çevre üzerinde olumsuz bir etki yaratmadan ekolojik olarak saf ürünler yaratmak için çok önemlidir.

Glutamik asit bazlı yüzey aktif maddeler, yüzey aktif bileşen yelpazesinde özel bir konuma sahiptir, çünkü tamamen yenilenebilir bitki kaynaklarından elde edilebilirler. Bu durumda, COSMOS [12] ve NaTrue [13] sertifikalı doğal kişisel bakım ürünleri için de uygulama sağlarlar.

“Yeşil” yüzey aktif maddelere dayanan formülasyonları kıvamlaştırmayla ilgili temel bir problem yaşanmaktaydı. Bu ürünlerde tuz ilavesi istenilen etkiyi sağlamamaktadır. Bitmiş üründe kıvam ve istenilen görüntüyü sağlamak için xanthan gum veya acrylates gibi suda çözünür polimerlerin kullanılması gerekliydi.

Son zamanlarda, sodyum tuzları cocoyl veya lauryl glutamate ya da lauryl glucoside kombinasyonu kullanarak bir kıvamlaştırıcı madde olmadan yüksek viskositeli standart yüzey aktif konsantrasyonu elde edilebilir.

Bu bilgilere dayanarak; karışım konsantrasyonlarda kullanılmaya hazır yeni ürün olan Rheo2Green geliştirildi. Kolayca seyreltilmeli ve başka yüzey aktif maddelerin eklenmesine ihtiyaç gerektirmemektedirler. Disodiumcocoyl glutamate ve lauryl glucoside ”yeşil“ yüzey aktif maddelerdir, bu nedenle Rheo2Green serisinin tüm ürünleri COSMOS ve Natrue‘a uygundur. Her ikisi de kolayca biyolojik olarak parçalanabilir ve çevre dostudur ve bu da onları Ecolabel (AB veya Nordic Swan) sertifikalı bitmiş ürünler için uygun hale getirir.

Rheo2Green2, bitmiş ürünü korumak için yeterli miktarlarda sodyum benzoat ve potasyum sorbat içerir.

Rheo2Green karışımlarını kullanmanın avantajları aşağıdaki gibidir:
a) Saf lauryl glucoside, kullanımdan önce genellikle ön ısı gerektiren oldukça viskoz bir sıvıdır. Rheo2Green konsantreleri düşük viskoziteli bir
ürünlerdir. Proses aşamasında ısı gerektirmekten kolaylıkla proses edilmektedir.
b) Rheo2Green; bileşenlerinin ayrı kullanımlarıyla karşılaştırıldığında, üretimde, depolamada, satın alma ve dozajlamada lojistik yönleri basitleştirir.
c) Rheo2Green fiyatı ve üretim süreci optimizasyonu nedeniyle avantaj sağlamaktadır.

Yukarıda belirtildiği gibi, yüzey aktif maddelerin bu kombinasyonu doğal bir misel kıvamlaştırma sağlar. Çoğu yüzey aktif maddenin küresel miseller oluşturduğu tipiktir. Sadece belirli koşullar altında solucan gibi, silindirik miseller inşa edilebilir. Moleküler ölçekte bu yapılar uzun polimer moleküllerine benzemektedir. Bu silindirik miseller arasındaki etkileşim, kıvamlaşma etkisini benzer şekilde sağlar (Şekil 1).

 

 

Şekil 1: Küresel ve silindirik misellerin oluşumu.

 

 

 

 

Rheo2Green ürünleri ile istenilen viskoziteye çok kolay ulaşılabilir. Su ile seyreltilmelidir ve pH 4.6-5.3’e ayarlandığında anında kıvam alırlar. Şekil 2, farklı seyreltmede Rheo2Green1 çözeltileri için pH’a karşı viskozite değişimini göstermektedir. Bu sistemlerin viskozitesinin maksimuma sahip olduğu bulunmuştur. Rheo2Green1 seyreltilmiş çözeltiler için başka bileşenlerin yokluğunda sabit pH ~4.9’da bulunur. Ek içerikler mevcutken, viskozitenin maksimum olduğu pH değeri 4.5 ve 5.3 aralığında yavaşça değişir.

Şekil 2: Brookfield Sp.3, 5 rpm, RT ile ölçülen farklı pH değerlerine sahip Rheo2Green1 çözeltilerinin farklı seyreltmelerdeki viskozite değerleri
(W% ürün- hammaddenin yüzde ağırlığı; W % aktif-aktif maddenin karşılık gelen konsantrasyonu).

Kişisel bakım ürünlerinde sıklıkla kullanılan bileşenlerin nihai formülasyonlarda viskozite üzerindeki etkisi test edilmiştir. Sonuçlar Şekil 3’te özetlenmiştir. Genel olarak, çok değerlikli alkollerin yanı sıra, sorbate ve benzoate bazlı koruyucular (++ veya +) viskoziteyi artırabilir. Diğer hidrofilik olmayan yüzey aktif maddeler, bu parametre (+ veya 0) üzerinde belirli miktarlara kadar küçük etkiye sahiptir. Öte yandan, yağlar gibi hidrofobik maddeler düşük konsantrasyonda viskoziteyi kırmaktadır. Şaşırtıcı bir şekilde, polimerik kıvamaştırıcı ajanlar sistemi istikrarsızlaştırır ve dibe çöker.

Şekil 3: Rheo2green1’in homojenlik ve viskozite açısından tipik durulama bileşenleriyle uyumluluğu.

Rheo2Green2 ile şampuan için temel bir formül geliştirilmiştir (Şekil 4). Daha önce de belirtildiği gibi bu hammadde, nihai üründe koruyucu olarak hareket eden sodyum benzoate ve potasyum sorbate içerir. Ph.Eur (Avrupa Farmakopesi)’ a göre mikrobiyolojik testi yapılmıştır ve ISO 11930, %30 Rheo2Green2 kullanıldığında bitmiş ürünün mikrobiyolojik olarak korunması için miktarın yeterli olduğunu doğrulamaktadır.

Şekil 4: Rheo2Green2 ile ”Yeşil Ürün İçeren Kıvamlı Şampuan’’.

Rheo2Green ürünleri için uygulama kapsamı çok geniştir: Cilt ve saç bakım ürünlerinden ev ve hayvan bakımına, hafiflik, olağanüstü köpük ve iyi temizliğin istenildiği her yerde Rheo2Green önerilir. Kıvamlaştırıcı maddeler kullanmadan yüksek viskozitenin elde edilmesi, mükemmel akış davranışı ve şeffaflık, Rheo2green konsantrelerine dayanan formülasyonların ek avantajlarıdır. Formülasyonlarda uygun maliyetli olduğu için rahatlıkla kullanılabilirler, çevre dostu ve “Doğal/Yeşil” sertifikasyonuna sahiplerdir.

 

  1. Kaynaklar 
    1. Kanari M, Kawasaki Y, Sakamoto K. J. Soc. Cosm. Chem. 1993; 27: 498.
    2. Nnanna IA, Xia J. Protein-Based Surfactants. Surfactant Science Series 2001; 101: 261-270.
    3. Husmann M, Weisse J, Wragg P, Wasko J. Perlastan Surfactants Derived from Naturally-occurring Amino Acids. Cosmetic Science Technology
    2008; 194-201.
    4. Held E, Husmann M, Heinrich U, Tronnier H. Dermatological Compatibility of Amino Acid Based Surfactants – A Clinical Trial. SOFW Journal 2011;
    137: 38-42.
    5. Lee CH, Kawasaki Y, Maibach HI. Effect of Surfactant Mixtures on Irritant Contact Dermatitis Potential in Man: Sodium Lauroyl Glutamate and
    Sodium Lauryl Sulphate. Contact Dermatitis 1994; 30: 205-209.
    6. Sugar M, Schmukker R. Reduzierung der Hautadsorption von Sodium Laureth Sulfat: Ein neuer Weg, die Hautfeuchtigkeit nach Anwendung von
    Duschprodukten zu erhöhen. SOFW Journal 2001; 127: 3-5.
    7. Scherbakow S, Husmann M, Bykov Y, Kirchner T, Stäuble C, Wragg P. Dynamic Properties of Amino Acid Based Surfactants. Personal Care Europe
    September 2016;
    8. Gitte I. Petersen og Trine Thorup Anderse, DHI – Vand og Miljø, Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen Nr. 10 2004: Substitution af overflade aktive
    stoffer i kosmetiske produkter.
    9. Uusitalo T (Ecolabelling Finland), Hirsch T (Ecolabelling Norway), Eskeland M B (Ecolabelling Norway). Revision of the harmonised Detergent
    Ingredient Database; Final report for DID 2016, Version 2016, May 2016.
    10. Husmann M. Surface Active Agents Derived from Naturally-Occurring Amino Acids. CESIO – 7th World Surfactants Congress 2008.
    11. ECHA website: https://echa.europa.eu/nl/registration-dossier/-/registered-dossier/11409
    12. COSMOS website: http://www.cosmos-standard-rm.org/
    13. NATRUE website: http://www.natrue.org/information-for/manufacturers/raw-materials/

 

Yazar:Dr. Yana Bykov
Teknik Müdür
Schill+Seilacher GmbH
Boeblingen, Almanya

 

 

 

 

 

 

 

Çeviren/Derleyen:Tuğçe Güner
Ar-Ge Mühendisi
Cosmer Kimya A.Ş.