Tài liệu Nghiên cứu phối chế lotion tẩy trang

Chương 1: CẤU TẠO VÀ SINH LÝ DA 1.1 SINH LÝ DA 1.1.1 Chức năng: Da là một màng mỏng bao bọc xung quanh cơ thể, cơ cấu phức tạp và thực hiện những chức năng: • Bảo vệ cơ thể chống sự xâm nhập của vi khuẩn và các chất hóa học ở môi trường xung quanh. • Chống những tác nhân lý học làm hại cơ thể. • Bảo vệ cơ thể chống tia nắng mặt trời. • Ngăn cản sự thoát hơi nước của cơ thể. • Phục vụ như một cơ quan cảm giác. • Điều hòa nhiệt độ cơ thể. 1.1.2. Cấu trúc: Da gồm ba lớp riêng biệt, được chia khác nhau theo yếu tố sinh lý, sinh hóa và hình dạng cấu tạo của chúng. a/ Lớp biểu bì Là lớp mỏng nhất có chiều dày trung bình 0.1mm. Thành phần chính của lớp tế bào biểu bì là Keratinocyte, chức năng chính là sinh sản tế bào, điều kiển quá trình thay da (quá trình Keratin hóa ). Các tế bào mới sinh ra ở lớp dưới cùng của lớp biểu bì, các tế bào được tạo ra trước đó được đẩy lên cao hơn trên bề mặt. Tất cả các cơ quan tế bào được tạo ra bởi quá trình Keratin hóa và quá trình chết của tế bào_ lớp chết gọi là lớp sừng.Quá trình này xảy ra khoảng một tháng, lớp sừng dày 12÷20µm, có 15÷20 lớp tế bào. Độ ẩm được duy trì 10÷15%. Chu kì của tế bào sinh ra đến chết là 6÷8 tuần. Chức năng: Ngăn chặn những tác nhân có hại, duy trí và chống bay hơi nước, làm láng bóng và làm mịn da. b/ Lớp bì: Dày hơn, nó bị chi phối không chỉ bởi những tế bào mà còn bởi mô liên kết tế bào ngoại, thành phần chính là sợi collagen. Sự liên kết giữa sợi collagen và sợi đàn hồi làm cho da khỏe, đàn hồi và dễ co giãn. Ngoài ra, lớp bì còn chứa các mạch máu, dây thần kinh, các tuyến mồ hôi, nhờn. Những chức năng sinh lý chính của lớp biểu bì là quá trình bảo vệ thuộc về cơ thể, cho cơ thể thực hiện một các tuần hoàn việc cung cấp máu đến da và điều hòa nhiệt độ cơ thể. c/ Lớp mỡ: 1 Là lớp cuối cùng, gắn các cơ quan như xương, cơ, bắp thịt đến da – lớp này chứa các dây thần kinh và các tế bào thịt. Mô mỡ phục vụ như một máy hấp thu va đập và là khu vực chứa năng lượng cao. 2 1.2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN DA 1.2.1. Sự lão hóa: Biểu hiện lâm sàng được biểu hiện qua sự xuất hiện các nếp nhăn. Sự lão hóa da biểu rõ sự giảm tính đàn hồi của da. Sự lão hóa da diễn ra theo hai quá trình riêng biệt: lão hóa nội tại và lão hóa quang học. a/ Lão hóa nội tại (lão hóa tự nhiên): Được sắp xếp theo thứ tự, tuổi tăng lên, các tế bào phát triển nhanh ở lớp bì (lớp cơ sở) có sức chứa giảm lượng ẩm. Các tế bào trên bề mặt da tạo thành bó thay vì tạo thành các tế bào riêng biệt. Kết quả là bị tróc vẩy, xù xì, khô. Tuổi càng tăng, lớp biểu bì càng mỏng, các sợi đàn hồi yếu hơn và số lượng sợi mềm tăng lên. Tỷ lệ tổng hợp sợi collagen bị giảm, vì thế xuất hiện các vết nhăn rõ trên da. b/ Lão hóa quang học (lão hóa sớm): Chồng lên lão hóa tự nhiên và nguyên nhân là phơi nắng liên tục, bề dày của sợi đàn hồi trở nên dày hơn và sợi collagen bị tổn thương, trong khi những vùng được bảo vệ ánh nắng mặt trời thì số lượng sợi đàn hồi bình thường, bề dày lớp bì như những thớ mịn và kích thích sản xuất ra nhiều sợi collagen. Da bị lão hóa quang học xuất hiện màu vàng, khô, vết nhăn sâu, kém đàn hồi, bị tróc da và có màu sắc không đều. Có nhiều vitamin có thể chống lại sự lão hóa da: vitamin A, vitamin E, một số caroten. 1.2.2.Độ ẩm của da: Lớp sừng bình thường ở 210C có độ ẩm tương đối 65%, lượng hơi ẩm xấp xỉ 10%÷15%. Sức chứa hơi ẩm từ 15%÷20%, các sợi mềm của lớp sừng căng ra dễ dàng và đưa đến cảm giác mềm mại, mượt mà. Nếu lớp sừng có lượng hơi ẩm <10% thì da bị khô tạo nên những lớp nhăn trên bề mặt hoặc tạo nên những lớp vẩy. Hai biện pháp chính dùng để phát triển và tăng lượng nước trong lớp sừng da khô: • Dùng chất giữ ẩm có khả năng giữ nước bên trên hay bên trong da. Nó có tác dụng giữ nước cho sản phẩm và giữ ẩm cho da, giúp da trở nên mềm mại như bình thường. • Tạo màng bán thấm để làm giảm sự mất nước trên da. Những chất thường dùng là chất béo hay dầu, chúng tạo thành lớp mỏng trên da nhằm giữ ẩm trên lớp sừng (dầu khoáng, silicon, vaslin, vitamin E, dầu của các loại hoa). 3 1.2.3. Làn da khỏe và đẹp: Cần duy trì lượng nước vừa đủ cho da (10%÷20% H2O/ lớp sừng). Khi nước đủ, làn da luôn trơn láng và có cảm giác tươi mát dễ chịu, da mịn, săn chắc (làm vững chắc sợi collagen). Có sự tuần hoàn máu tốt lên da, làm sắc da hồng hào. Sự tuần hoàn huyết mạch tốt sẽ cung cấp oxy và dinh dưỡng đầy đủ để nuôi dưỡng da. Chế độ kém vệ sinh da là con đường nhanh nhất đưa da đến cỗ thô nhám, viêm nhiễm, mắc bệnh ngoài da. Hằng ngày thông qua hàng triệu lỗ chân lông li ti phân bố khắp nơi trên cơ thể, làn da chúng ta thực hiện đều đặn công việc bài tiết (khoảng 20% chất cặn bã, độc hại cho cơ thể), trao đổi chất và tái sinh. Công việc này diễn ra thuận lợi trên một làn da thông thoáng sạch sẽ (bằng vệ sinh tẩy trang, tắm rửa, gội). Ngược lại, khi làn da của cơ thể bị ô nhiễm, dơ bẩn, viêm nhiễm, các lỗ chân lông bị bưng bít thì mọi hoạt động của làn da bị bế tắc, khi đó làn da rất nhanh chóng bị tổn thương. Do đó, có thể nói chế độ vệ sinh làn da đóng một vai trò quan trong trong việc giữ gìn để có làn da đẹp. Ngoài ra, Vitamin cũng góp phần làm đẹp và khỏe da không kém. Các Vitamin cần cho da là: A, B1, B6, C, E, F… chúng có những đặc tính như: • Tính tan: + Tan trong nước có vitamin B1, B6, C. + Tan trong dầu có vitamin A, E, F, K. • Tính phân hủy: Dưới tác dụng của nhiệt, ánh sáng: vitamin A, C dễ bị phân hủy. để tăng tính sử dụng và hiệu quả sử dụng, người ta thường giữ chúng trong viên nang Collagen- Vitamin. Viên nang này được phân hủy từ mem trong da, giải phóng lượng vitamin cần thiết cho da, trong đó collagen là một thành phần của da có tác dụng làm căng da, làm da mịn màng. • Tính chất sinh học: + Các vitamin liên quan đến sự tuần hoàn huyết mạch: B1, B6, K. Vitamin B1: trị thiếu máu, tham gia trao đổi chất Glucid. Vitamin B6: tham gia quá trình hình thành Hemoglobin, trị bệnh viêm da, tham gia trao đổi chất protid, lipid, glucid. Vitamin K: mở rộng mao mạch, làm mềm, tham gia hình thành prothrombin, chữa sưng. + Các vitamin liên quan đến sự làm trắng da: vitamin C, F. vitamin C ức chế tác dụng của men thirocinager, đồng thới khử sắc tố Melamin đã hình thành trở nên không màu. + Các vitamin liên quan đến sự chống lão hóa: A, E, F. Vitamin A: tác dụng tái tạo tế bào, tăng sức căng cho da, chống khô da. 4 Vitamin E: tác dụng kháng sinh hóa, ức chế sản sinh hóa oxid mỡ bì, tác dụng chống lão hóa. Vitamin F: tăng cường màng mô, tăng sức căng cho da. Nhìn chung vitamin có rất niều tác dụng đến da: làm da sáng, trắng, hồng hào, ít bị lão hóa. 1.2.4. Làn da trong sáng và sắc tố Melamin: Melamin được sinh ra nhờ men Thironazer từ Thirocine (một loại acid amin) trong tế bào sắc tố Melanosite có trong lớp nền của biểu bì. Melamin thường tồn tại ở hai dạng: Melamin màu da và Melamin màu đen. Để có làn da trong sáng: ta làm sạch da và thúc đẩy việc loại bỏ các tế bào sừng già làm cho da trở nên sáng và trong suốt. Thường người ta sử dụng thuốc sữa và muối (acid lactic/ Natri lactace) thu được từ sự lên mem mật mía. Acid sữa muối phù hợp với da, là một trong những A.H.A (Alpha Hydroxid Acid) có tính năng cung cấp nước và chống vết nhăn rất tốt. Ngoài ra, nó còn có một tình năng rất ưu việt như làm nền và làm sạch các lớp tế bào sừng già, chết. Nguyên nhân hình thành các vết nám và tàn nhang: dưới tác dụng của tia tử ngoại, tuổi tác (làmgiảm thiểu các hoạt động trao đổi chất) và di truyền của dòng họ, có hiện tượng tạo tàn nhang (tích tụ sắc tố thành điểm từ 2÷5mm, màu nhạt hoặc đậm) hay tạo các vết nám (tích tụ các sắc tố màu đen dạng mạng ở má và trán). Đó là hiện tương sinh ra do sự tích lũy dư thừa sắc tố Melamin màu đen). Do đó, trong các sản phẩm chăm sóc làm sáng da, người ta phối hợp các hoạt chất: ZnO cực mịn: chống tổn thương da do tia tử ngoại và ngừa mụn trứng cá. Ngoài ra, ZnO cón có tính trị liệu vết thương, ổ định da nổi trội. Vitamin C: có tác dung trắng da kép, không chỉ có tác dụng ức chế Thirocinager mà còn khử sắc tố Melamin đã sinh ra thành không màu. Dùng các dịch chiết có hiệu quả làm trắng da (dịch chiết phần rễ cam thảo tan trong dầu, phần rễ dâu tằm…) Ngoài ra, người ta còn phải thêm các hoạt chất có chức năng: điều hòa dầu nước, ức chế hình thành peroxid peptid (dẫn xuất vitamin E)… 1.2.5. Nhóm Acid α- Has và β- Has trong chăm sóc da: Tuy α- Has và β- Has đều là những nhóm acid có trong hoa quả và trái cây thiên nhiên, nhưng thành phần của chúng thì rất khác nhau. Mỗi loại đều có tính năng riêng biệt. 5 α- Has (alpha Hydroxid Acids): là hợp chất tinh chế từ dịch trái cây, mía đường và sữa lên men, α- Has bao gồm: acid Malic, acid Citric, acid Glucolic và acid Lactic. α- Has có tác dụng xóa nếp nhăn, se lỗ chân lông, tăng độ ẩm cho da, ngăn ngừa mụn trứng cá, kích thích thải tế bào chết, giúp da tươi sáng, mịn màng hơn. Kiêng nắng mặt trời khi dùng. α- Has thường có trong các sản phẩm rửa mặt, sữa tẩy trang, kem trị mụn. β- Has (Beta Hydroxid acids): là hợp chất giúp tái tạo làn da mới, làm da tươi mát và giảm nếp năn. β- Has được xem là một dược liệu dùng để điều trị mụn trứng cá. β- Has an toàn hơn và ít gây ra phản ứng phụ hơn nhóm α- Has. β- Has thường có trong các loại kem dưỡng da, sữa tẩy trang. 1.2.6. Mặt nạ trong chăm sóc da mặt: Việc làm đẹp khuôn mặt hiện nay rất được ưu chuộng, có thể tự làm, đơn giản và có hiệu quả. Khi lớp mặt nạ phủ lên mặt, không khí lọt vào, lượng nước bốc ra khỏi da cũng đọng lại dưới lớp mặt nạ, khiến da mặt mềm mại do có độ ẩm, các tế bào và lỗ chân lông giãn ra để chất dinh dưỡng từ mặt nạ thấm vào da, các chất thải thoát ra. Vì vậy khi đắp mặt nạ xong (2030 phút), sau đó dùng khăn mềm lau sạch, da mặt sẽ mềm mại hơn. Thế nhưng không kéo dài thời gian đắp mặt nạ hoặc đắp quá thường xuyên sẽ phản tác dụng, làm da nghẹt thở, quá mẩn cảm, yếu ớt hoặc nổi mụn. Cũng nên biết rằng: không phải cái gì ăn được cũng đắp lên mặt được, nhất là những thứ có vị chua như chanh, cam, khế… không thể sử dụng an toàn cho mọi loại da. Tùy theo loại da ta có thể lựa chọn hoạt chất cho thích hợp. 6 Chương 2: NHŨ TƯƠNG VÀ CHẤT NHŨ HÓA 2.1. NHŨ TƯƠNG 2.1.1. Khái niệm: Gồm những giọt lỏng có kích thước rất nhỏ phân tán trong một chất lỏng khác không tan hoặc tan rất ít trong nó. Một trong hai chất lỏng này thường là nước, chất lỏng còn lại là một chất lỏng có độ phân cực thấp. Người ta chia chất long trong nhũ ra làm hai tướng: Tướng thứ nhất là nước hoặc là các chất lỏng phân cực khác gọi chung là tướng nước. Tướng còn lại là dầu hoặc các chất không phân cực khác tan được trong dầu gọi là tướng dầu. Pha gồm các hạt phân tán gọi là pha nội hay là pha phân tán, pha không liên tục. Pha còn lại gọi là pha ngoại hay môi trường phân tán, pha lien tục. Tuy nhiên, nếu nũ tương chỉ gồm tướng dấu và nước sẽ không tạo thành nhũ tương bền, khi đó các hạt của pha phân tán sẽ kết hợp với nhau tạo thành giọt lớn hơn, cứ thế hai pha dầu và nước tách ra (hiện tượng phân pha tách lớp). Để có các nhũ tương bền vững thì cần phải có chất nhũ hóa. Các chất nhũ hóa này làm thành một màng mỏng bao quanh các hạt trong pha phân tán, giữ cho chúng không kết hợp với nhau để tạo nên giọt lớn hơn. Tuy nhiên, khi chỉ dùng một loại hóa chất thì chưa đủ để tạo nên nhũ tương bền và sự tách lớp vẫn có thể xảy ra. Việc sử dụng thêm các chất trợ nhũ là cần thiết. 2.1.2. Phân loại nhũ tương: Nhũ tương được phân loại theo tính chất của pha phân tán và môi trường phân tán hoặc theo nồng độ pha phân tán trong hệ. a/ Phân loại theo tính chất của pha phân tán và môi trường phân tán: Nếu môi trường phân tán là nước, pha phân tán là dầu hay nói cách khác: dầu phân tán trong nước. Nhũ tương này được gọi là nhũ tương dầu/ nước (O/W) hay nhũ tương loại một, nhũ tương thuận. Nếu môi trường phân tán là dầu, pha phân tán là nước hay nói cách khác: nước phân tán trong dầu. Nhũ tương này gọi là nhũ tương nước/ dầu (W/O) hay nhũ tương loại hai, nhũ tương nghịch. Theo các phân loại này (khá phổ biến trong MP) thì việc xác định một nhũ tương khá đơn giản và có nhiều phương pháp xác định các tính chất của môi trường phân tán. 7 Nếu nhũ tương không thấm ướt bề mặt kị nước, có thể hòa tan vào nước, bị nhuộm màu khi thêm chất màu tan trong nước và có độ dẫn điện cao thì nhũ tương đó gọi là nhũ tươnmg dầu/ nước. Ngược lại nếu nhũ tương có thể thấm ướt bề mặt kị nước, bị nhuộm vào khi thêm vào nhũ tương chất màu tan trong dầu, độ dẫn điện không đáng kể thì đó là nhũ tương nước/ dầu. b/ Phân loại theo nồng độ pha phân tán: có 3 loại. 1. Nhũ tương loãng: Là nhũ tương chứa khoảng 0.1% pha phân tán. Điển hình là nhũ tương trong dầu máy được tạo nên khi các máy hơi nước làm việc. Khái niệm nhũ tương loãng rất phức tạp, vì một nhũ tương loãng không đơn giản là nhũ tương có nồng độ tướng phân tán bằng cách pha loãng nhũ tương đậm đặc mà boa gồm cả hệ có những tính chất đặc trưng cho nhũ tương loãng. Các hạt trong nhũ tương loãng có kích thước rất khácso với nhũ tương đặc và rất đặc. các nhũ tương loãng là những hệ phân tán cao có đương kính hạt dao động trong khoảng 10 -5cm, nghĩa là gần với kích thước hạt keo. Thêm vào đó các nhũ tương loãng thường được tạo nên mà không cần thêm vào hệ các chất nhũ hóa đặc biệt. Các thí nghiệm chỉ ra rằng hạt của các nhũ tương này có linh độ điện li chứng tỏ mang điện tích. Điện tích xuất hiện trên các hạt của tướng phân tán của các nhũ tương này là do sự xuất hiện các ion của chất điện ly vô cơ có mặt trong môi trường, đôi khi với lượng vô cùng nhỏ. Nhũ tương loãng có tính bền vững tập hợp cao vì ngoài yếu tố điện tích, nồng độ hạt vô cùng loãng làm cho khả năng va chạm các hạt rất hiếm khi xảy ra. 2. Nhũ tương đậm đặc: Là những hệ phân tán lỏng chứa một lượng tương đối lớn tướng phân tán (ví dụ: đến 75% thể tích). Nồng độ này thường được coi là nồng độ cực đại cho nhũ tương nhũ tương đậm đặc, vì trong trương hợp là nhũ tương đơn phân tán thì nó ứng với các thể tích cực đại của các giạt cầu không bị biến dạng, cho dù kích thước hạt là lớn nhỏ như thế nào. Đối với các nhũ tương đa phân tán, giới hạn này rõ ràng có tính qui ước vì trong nhũ tương có các giọt nhỏ có thể di chuyển giữa các giọt lớn. Vì nhũ tương đậm đặc thường được điều chế bằng phương pháp phân tán cho nên kích thước của các giọt trong đó tương đối lớn, vào khoảng 0.1 đến lớn hơn 1µm. Như vậy, các giọt trong hệ đó có thễ thấy được trong kính hiển vi thường, do đó cúng được xếp vào các hệ vi thể. Các giọt trong nhũ tương đậm đặc cũng có chuyển động Brown và chuyển động này càng mạnh khi kích thước càng nhỏ. Các nhũ tương đậm đặc dễ sa lắng và sự sa lắng càng 8 dễ dàng nếu sự khác biệt về khối lượng của tướng phân tán và môi trường phân tán càng cao. Nếu tướng phân tán có khối lượng riêng bé hơn của môi trường phân tán thì sẽ có sự sa lắng ngược hay sự chuyển nổi. Do độ bền tập hợp các nhũ đậm đặc có thể được qui định bởi những nguyên nhân khác nhau, phụ thuộc vào bản chất các chất nhũ hóa. Vì phải biết chất nhũ dùng để chế tạo nhũ tương thuộc loại nào thì mới có thể khảo sát nguyên nhân của tính bền vững tập hợp của các nhũ tương đậm đặc. 3. Nhũ tương rất đậm đặc (nhũ tương gellatin hóa): Thường là các hệ lỏng- lỏng, trong đó có độ chứa của tướng phân tán vượt quá 74% về kích thước. Đặc điểm của loại nhũ tương này là sự biến dạng tương hổ của các giọt của tướng phân tán, do đó các hạt có hình đa diện và được ngăn cách với nhau bằng các màng mỏng môi trường phân tán. Khi quan sát bằng kính hiển vi, ta thấy hệ giống như tổ ong. Do sự chặt chẽ giữa các giọt trong nhũ tương rất đậm đặc nên chúng có khả năng sa lắng và có tính chất cơ học giống như của gel. Đặc điểm này của nhũ tương đậm đặc khiến người ta thường gọi là nhũ tương gellatin hóa. Các nhũ tương đậm đặc trong những điều kiện xác định, có thể được chế tạo với mật độ chứa rất lớn về thể tích của tương phân tán và với mật độ chứa rất nhỏ của môi trường phân tán. Các tính chất cơ học đặc biệt của các nhũ tương rất đậm đặc thể hiện với mức độ càng cao khi nồng độ của cac nhũ tương càng lớn. ví dụ độ linh động của nhũ tương O/W với nồng độ pha phân tán vượt quá 74% một ít thì còn khá cao. Cùng một nhũ tương đó nhưng chứa 95% cacbuahydro thì hệ đã có các tính chất tương tự của gel. 2.1.3. Độ bền của nhũ tương: Cũng như mọi hệ keo và hệ dị thể, nhũ tương không bền vững tập hợp vì có thừa năng lượng bề mặt tự do trên mặt phân cách. Tính không bền vữngtập hợp của nhũ tương thể hiện ở chỗ, nó tự ý tạo nên những tập hợp các giọt khi kết dính các giọt riêng biệt lại với nhau. Cuối cùng là hệ có thể bị phá vỡ hoàn toàn và tách thành hai lớp trong đó có một lớp là chất lỏng tướng phân tán và lớp kia là chất lỏng môi trường phân tán. Tính bền vững tập hợp của nhũ tương được đặc trưng bằng tốc độ phân lớp của nhũ tương hoặc bằng thời gian tồn tại của các hạt khi tiếp xúc với bề mặt phân tách tướng. Thời gian tồn tại của nhũ tương τ(s) có thể tìm ra từ phương trình: τ =H/υ Trong đó: H là độ cao của cột nhũ tương (cm) υ là tốc độ tách tướng (cms-1-) 9 Tính bền vững tập hợp của nhũ tương phụ thuộc nhiều nhất vào bản chất và lượng chất nhũ hóa trong hệ. Theo quan điểm nhiệt động học, chất nhũ hóa bị hấp phụ trên bề mặt phân tách tướng làm giảm sức căng bề mặt phân tách tướng và trong nhiều trường hợp có thể dẫn đến việc tạo thành các hệ keo cân bằng ứng với thuyết động học vật lý. Sự có mặt của chất nhũ hóa trên ranh giới phân cách tướng làm xuất hiện lực đẩy giữa các giọt cầu ( hàng rào năng lượng). Trong những giới hạn nhất định, sự tăng nồng độ chất nhũ hóa trong hệ làm tăng độ bền vững của nhũ tương. Như vậy bản chất chất nhũ hóa không chỉ xác định bằng độ bền vững của nhũ tương mà còn xác định loại nhũ tương. Thực nghiệm cho thấy rằng các chất nhũ hóa ưa nước có thể tạo nên nhũ O/W, còn chất nhũ hóa kị nước sẽ tạo ra nhũ W/O. Bởi vì chất nhũ hóa chỉ ngăn cản sự kết dính các hạt khi có mặt xung quanh giọt, nghĩa là hòa tan tốt hơn vào môi trương phân tán. Tác dụng làm bền của xà phòng và các chất giống xà phòng lên nhũ tương loại một được giải thích bằng hai yếu tố. Yếu tố thứ nhất là do sự hấp phụ các ion hữu cơ của xà phòng lên bề mặt giọt phân tán tạo nên lớp điện kép tương tự sự tạo thành lớp điện tích kép trên bề mặt các hạt sol kị nước điển hình. Lớp điện kép này quyết định tình bền vững của nhũ tương. Để cho sự hấp phụ ion hữu cơ xảy ra được, chất nhũ hóa phải là những chất phân cực mạnh có nhóm ưa nước hoà tan tốt trong nước và gốc hydrocacbon đủ dài ( hoạt động tốt nhất ở C 12- C18). Khả năng nhũ hóa không thể hiện ở muối kiềm của các acid béo là những đồng đẳng thấp là do ở các nồng độ cao cần để cho sự hấp phụ đến mức làm bền thì tác dụng keo tụ của các kim loại kiềm thể hiện trước rồi. Yếu tố thứ hai là do sự tạo thành trên bề mặt giọt phân tán các lớp chất nhũ hóaở dạng gel cấu thể,có độ bền cao và mức độ solvat hóa cao của mặt ngoài lớp vỏ đó bởi môi trường phân.Yếu tố này có ý nghĩa to lớn khi muốn làm tăng nồng độ của tướng phân tán vượt qua giới hạn của nhũ tương đậm đặc. Trong thời gian gần đây để làm bền nhũ tương thuận người ta sử dụng rộng rãi các chất nhũ hóa không ion.Độ bền này được giải thích là do sự định hướng của các phân tử ái lực kép của chất nhũ hóa trên bề nặt phân cách tướng. Tác dụng làm bền của các xà phòng có cation hóa trị cao lên nhũ tương loại hai được giải thích là do sự hấp phụ lên bề mặt các giọt nước. Các hydrocacbon khá dài và mềm dẻo của xà phòng sẽ tan vào tướng không phân cực bên ngoài và có khả năng thực hiện các chuyển động Brown nhỏ. Các chất nhũ hóa mà phần phân cực có tác dụng vượt quá tác dụng của phần không phân cực, tan tốt trong nước và sẽ tạo thành nhũ tương loại một. Ngược lại, chất nhũ hóa mà trong phân tử tác dụng của nhóm không phân 10 cực vượt quá tác dụng của nhóm phân cực, nghĩa là tan tốt trong dầu, sẽ tạo nên nhũ tương loại hai. 2.1.4. Sự đảo tướng của nhũ tương: Là hiện tượng rất phổ biến đối với nhũ tương. Khi đưa vào nhũ tương, vừa đưa vừa khuấy mạnh một lượng thừa chất nhũ hóa cho nhũ tương ngược lại, thì nhũ tương ban đầu có thể bị đảo ngược lại. Sự đảo tướng nhũ tương có thể là được tạo do tác dụng cơ học lâu dài, ví dụ đánh kem mãi ta có thể thu được dầu. Khi đó, nhũ tương loại O/W đã chuyển thành nhũ tương W/O. Khi quan sát dưới kính hiển vi ta nhận thấy rằng, trong sự đảo tướng, lúc đầu các giọt của tướng phân tán kéo dài ra, chuyển thành màng, rồi sau đó màng này bọc lấy môi trường phân tán của nhũ tương ban đầu để môi trường môi phân tán trở thành pha phân tán. Có điều lý thú là, do sự bố trí không đồng đều chất nhũ hóa trong các khu vực nhỏ khác nhau của hệ, trong sự đảo tướng có thể xuất hiện đa nhũ tương, trong đó, ví dụ các giọt dầu của nhũ tương loại một có thể chứa những giọt nước vô cùng nhỏ. 2.1.5. Điều chế và phá vở nhũ tương: 2.1.5.1. Điều chế nhũ tương: Nhũ tương được tạo thành bằng phương pháp phân tán: như sử dụng máy khuấy, trộn, cối xay keo, song siêu âm. Phương pháp cơ học: dùng các thiết bị như máy nghiền bi, cối xay keo để phân tán các cấu thể rắn điều chế hệ keo. Phương pháp song siêu âm: sóng siêu âm được tạo ra bằng các dao động từ áp điện, biến dao điện cao tần thành dao động cơ học cao tần. Phân tán bằng hồ quang: tạo hồ quang giữa hai điện cực bằng kim loại dưới nguồn điện 30-110 (v). Hai điện cực hồ quang nhúng trong nước. Phương pháp keo tán (pepti hóa). Chuyển kết tủa tạo nên do keo tụ thành dung dịch keo bằng cách rửa kết tủa, dùng chất điện ly, chất hoạt động bề mặt hoặc phản ứng hóa học. 2.1.5.2. Cách phá nhũ tương: Cách 1: thực hiện sự đảo nhũ tương: làm mất hiệu lực của chất nhũ hóa đầu và tăng chất nhũ hóa cho loại nhũ tương thứ hai. Cụ thể là một lượng vừa đủ chất nhũ hóa ngược lại vào nhũ tương cần phá. Cách 2: đối với nhũ tương O/W: được làm bền bằng chất HĐBM anion (tích điện âm) thì phá vở nhũ bằng cách thêm vào những kim loại nặng làm keo tụ chất nhũ hóa (tạo muối không tan). Đối với chất HĐBM nonion: phá nhũ bằng cách cho muối điện ky (NaCl, Na2SO4) xảy ra hiện tượng “muối tủa” (lấy phân tử nước xung quamh hạt) làm mất tác dụng của chất HĐBM. Cách 3: do chất nhũ hóa hấp phụ lên bề mặt khi gia nhiệt xảy ra sự giải hấp phụ trên bề mặt phân chia pha. 11 2.1.6. Hệ đa nhũ: 2.1.6.1. Khái niệm: Néu tồn tại cả hai loại nhũ O/W và W/O trong cùng một hệ thì hệ này được gọi là hệ đa nhũ hay hệ nhũ có chất trợ nhũ. 2.1.6.2. Tính chất: Người ta thường kết hợp nhiều chất nhũ hóa với nhau để tăng độ bền của nhũ tương. Lúc này hệ được tạo nên là hệ đa nhũ. Giả sử có mọt giọt cầu, nếu bên trong giọt là nước thì nhũ hóa thứ nhất phải là W/O, thứ hai là O/W, thứ ba là W/O….hoặc ngược lại. Tức là giọt cầu sẽ gồm nhiều lớp nước, dầu xen kẽ nhau tùy theo tao dùng bao nhiêu chất nhũ hóa. Hiện nay chưa có tài liệu nào nghiên cứu về tính chất động học của hệ đa nhũ. Tuy nhiên, chắc chắn hệ này sẽ tạo ra nhũ tương bền vững hơn so với dùng một lọai chất nhũ hóa. Một số trường hợp nhà sản xuất không chủ ý tạo ra hệ đa nhũ, nhưng sự hình thành nhũ phức xảy ra một cách tự nhiên trong vài sản phẩm mỹ phẩm. 2.1.7. Ứng dụng: Trong tự nhiên cũng như trong kỹ thuật, nhũ tương đóng vai trò rất lớn. Thuộc loại nhũ tương tự nhiên có thể kể đến nhiều loại sản phẩm động vật và thực vật có giá trị. Latex, nhựa cây cao su là một nhũ tương mà sau đó nhờ quá trình keo tụ người ta tách được cao su tự nhên. Sữa, long đỏ trứng… cũng là nhũ tương tự nhiên. Trong công nghiệp, ứng dụng của nhũ tương là vô cùng lớn. Các loại thuốc trừ sâu bệnh cây trồng thường ở dạng nhũ tương. Ngày nay, các latex nhân tạo được dùng với lượng rất lớn. Trong thực phẩm, ngoài các sản phẩm của sữa, còn có các sản phẩm khác như maragin, các loại nước chấm…Trong kỹ nghệ dược phẩm, có nhiều thúoc dùng dưới dạng nhũ. Trong công nghệ nhuộm in bong, ứng dụng ccủa nhũ tương rất quan trọng. 2.2. CHẤT NHŨ HÓA: 2.2.1. Định nghĩa và cấu trúc: 2.2.1.1. Định nghĩa: Là những chất mà khi cho vào dung môi thì sức căng bề mặt của dung môi giảm xuống. 2.2.1.2. Cấu trúc: Gồm hai phần: 12 Phần phân cực (thương chứa các nhóm -COOH, -Ch2OH, -SO3H) có momen lưỡng cực lớn và dễ hydrat hóa, nên nhóm này làm cho chất HĐBM có ái lực lớn với nước và bị kéo về phía lớp nước. Phần không phân cực (gồm các gốc hydratcacbon) kỵ nước, nên bị đẩy đến pha không phân cực – tức là nằm trên đường phân chia pha lỏng – khí. Sự giảm năng lượng tự do bề mặt được thực hiện ở đây do sự có mặt của lớp đơn phân tử chất HĐBM. 2.2.2. Tính chất hóa lý: 2.2.2.1. Sức căng bề mặt: Bản chất sức căng bề mặt là lực Van-der-van tác động giữa các phân tử. Trong một chất lỏng có sẵn, hợp lực của các lực Van-der-van này bằng không. Nhưng phía trên bề mặt: về phía pha khí, hấp lực, do các phân tử bị phân tán mỏng, thì hầu như không đáng kể. về phái pha lỏng, lực hút đ7uợc tạo ra từ các phâm tử tương tự, cũng mạnh mẽ như ở ngay giữa lòng chất lỏng đó. Kết quả hợp lực này luôn có xu hướng kéo các phân tử bề mặt vào bên trong, làm giảm tối thiểu diện tích bề mặt. 2.2.2.2. Độ hoạt động bề mặt: Là thay đổi sức căng bề mặt trên một đơn vị nồng độ. Quy tắc Trabe I: khi trong mạch hydrocacbon tăng lên một nhóm –CH 2 thì nồng độ HĐBM tăng lên 3-5 lần. 2.2.2.3. Mixen-nồng độ Mixen tới hạn: Các chất HĐBM khác biệt với các phân tử hòa tan khác bởi những tính chất riêng của chúng trong dung dịch nước. Quả thật, quá một nồng độ nào đó của chất HĐBM, các phần tử hợp lại tạo nên các mixen (do lúc này lục hút hydrocacbon/nước < lực hút nước/nước và lực hút hydrocacbon/hydrocacbon). Nồng độ chất HĐBM giới hạn xuất hiện các Mixen gọi là nồng độ tới hạn, kí hiệu CMC. 2.2.2.4. Điểm Kraft, điểm đục: Đối với chất HĐBM ion: điểm Kraft là nhiệt độ mà tại đó nồng độ chất HĐBM bằng với nồng độ Mixen tới hạn. Đối với chất HĐBM không ion: khi nhiệt độ tăng, các chất HĐBM tan tốt. Nhưng nhiệt tăng đến một mức nào đó thì kết tủa lại (do phá vỡ liên kết hydro). Nhiệt độ tại đó dung dịch kết tủa gọi là điểm đục. 2.2.2.5.HLB: Là cân bằng kị nước – ưa nước. Khi HLB tăng, chất HĐBM dễ tan trong nước. Các chất HĐBM dễ tan trong dung môi không phân cực thì có giá trị HLB nhỏ. 13 Một số công thức tính HLB phổ biến: HLB=7+11.7*lg(Mn/Md) HLB=20 (1-S/A) HLB=7+ (HLB háo nước-HLB kị nước) Trong đó: Mn: khối lượng phần háo nước. Md: khối lượng phần háo dầu. S: chỉ số xà phòng. Vì chất HĐBM đủ những tính chất nhũ hóa đã nêu trên nên thường được dùng làm chất nhũ hóa. 2.2.3. Phân loại các chất nhũ hóa: 2.2.3.1. Phân loại theo bản chất nhóm ái nước: Chất HĐBM anion: Chất HĐBM nguồn gốc acid cacboxylic (acid béo từ ester của glycerin, dầu thực vật, mở động vật, dầu mỏ…) trung hòa bằng dung dịch NaOH, KOH, tạo thành muối tan RCOONa, RCOOK có tính HĐBM, dùng nhiều nhất là xà phòng. Chất HĐBM Sunfat: Công thức chung: ROS2ONa (gốc acid béo) thu được do sunfat hóa rượu anken bằng H2SO4 đậm đặc hoặc oleum. Sau đó, đem RSO3H trung hòa. Chất HĐBM Sunfonat: Công thức chung: RSO2ONa. Sauk hi thực hiện phản ứng sunfo hóa tạo các ankyl sunfonat, ankyl benzene sunfonat, ankan sunfonat, người ta thường trung hòa để tạo các chất HĐBM tương ứng. Chất HĐBM cation: Không dùng trong tẩy rửa, có tính sàt khuẩn. Bản chất của nó trong hầu hết các trương hợp là amin mạch dài. Chất HĐBM không ion: Tan trong nước nhưng không điện ly thành ion, tính ái nước do oxy phân cực tạo lien kết hydro với nước. Chất HĐBM lưỡng tính: Trong phần ái nước vừa chứa nhóm có tính anion, vừa chứa nhóm cation. Người ta có thể xếp vào loại anion hoặc cation tùy thuộc vào nhóm nào mạnh. 2.2.3.2. Phân loại theo nhóm kỵ nước: Phân loại này giúp ta biết nguồn nguyên liệu cung vấp cho nhóm kỵ nước. Tuy nhiên nhiều chất HĐBM cùng phân nhóm (nhóm kỵ nước giống nhau) nhưng tính chất khác nhau. Có 3 loại: 14 Dùng acid béo làm chất trung gian. Từ ankyl aren. Từ dầu mỏ. 2.2.3.3. Phân loại theo bản chất liên kết giữa nhóm ái nước và nhóm kỵ nước: Có 2 loại: Nhóm ái nước gắn trực tiếp vào nhóm kỵ nước. Nhóm ái nước liên kết với nhóm kỵ nước thong qua các lien kết trung gian. Chương III: MỘT SỐ NGUYÊN LIỆU DÙNG TRONG LOTION TẨY TRANG. 3.1. ACID STEARIC: Tên khác: n-octadecanoic acid Công thức: CH3(CH2)16COOH Khối lượng phân tử: 287.47 Tính chất: Acid stearic tinh khiết chỉ có trên lý thuyết. Khối kượng riêng ở 700C: 0.847 Điểm chảy: 69-700C Nhiệt độ sôi: 2910C (100mmHg) hay 2320C (15mmHg) Chỉ số iode: 0 Nhiệt độ nóng chảy của acid stearic thay đổi theo đặc tính sản phẩm. Đối với sản phẩm acid stearic được ép bỏ acid stearic một lần nóng chảy ở 1261270F, chỉ số iode 10-15; với sản phẩm ép loại hai lần nóng chảy ở 1281290F, chỉ số iode 5-8; với sản phẩm ép loại ba lần có điểm nóng chảy 1281310F, chỉ số iode 3-5. Một acid stearic tốt, sử dụng trong mỹ phẩm nên có nhiệt độ nóng chảy từ 128-1310F, chỉ số iode không vượt quá 5. Acid stearic thương mại, bao gồm cả sử dụng trong dược phẩm, chứa khoảng 50% acid palmitic theo cùng vì acid palmitic có tính chất tương tự acid stearic, và theo quan điểm của mỹ phẩm thì sự có mặt của chúng không mang tính thiết thực. Acid oleic, nếu có mặt với một hàm lượng nào đó sẽ ảnh hưởng đến màu, mùi cả độ bong của các loại kem mỹ phẩm. 15 Với những phát triển của công nghệ gần đây của quá trình sản xuất acid srearic đã ảnh hưởng đến một số tiêu chuẩn thương mại tương ứng, có các acid srearic có thành phần lên đến 95%. Khai thác và điều chế: Acid stearic tồn tại ở dạng glycerid của súc vật và các chất béo động vật và dầu thực vật khác. Thu được bằng cách làm lạnh hỗn hợp các acid béo thu từ mở súc vật, tới khi các acid béo đóng rắn và tách ra khỏi hỗn hợp. Chúng được lọc ra và đem đi ép để loại bỏ acid oleic. Ép ở nhiệt độ cao hơn sẽ loại bỏ thêm acid oleic tới khi nào các tinh thể acid stearic trắng và cứng theo yêu cầu. Ứng dụng: Acid stearic được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các chất lám bong và kem nền, kem cạo râu, sữa hỗn hợp, kem tóc cũng như trong sản phẩm magne staetate để sử dụng trong các sản phẩm chăm sóc cá nhân. Các yêu cầu đối với acid stearic khác nhau và đa dạng tùy theo mức độ tinh khiết của chúng. 3.2. TRIETHANOLLAMIN (TEA): Tên khác: Trihydroxyltriethyl-amine, Triethylolamine, Tri-2hydroxyethyamine. Công thức phân tử: N(CH2-CH2-OH)3 Khối lượng phân tử: 149.19 Tính chất: TEA là chất lỏng sệt, không màu hóa đen ngoài không khí, hút ẩm mạnh, Khối lượng riêng ở 200C: 1.124 Nhiệt độ sôi: 27.7-27.90C Nhiệt độ nóng chảy: 20-21.20C Chiết suất ở 200C: 1.4852 pH của dung dịch 25% trong nước ở 2500C: 11.2 TEA hóa hơi chậm khi đun nóng đến 100 0C. Hình thành các tinh thể muối. Trong thương mại phải chứa không dưới 80% TEA, không quá 15% DEA, không quá 2.5% MEA và 1% H 2O. Với các chỉ tiêu tr6en, nó có khối lượng riêng từ 1.1220-1.1300 ở 200C. Phương pháp tổng hợp: 16 Sản xuất đồng thời cùng với mono và diethanolamine, bằng phản ứng cho ammoniac đậm đặc tác dũng với ethylene axid ở nhiệt dộ thấp hay cho ammoniac tác dụng với ethylene chlohydric. 17 Ứng dụng: TEA tạo xà phòng khi cho tác dụng với acid béo tự do theo một tỷ lệ nhất định. Triethanolamine stearat được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm chăm sóc cá nhân như: sữa tắm, dầu gội, kem…Ta dễ dàng thu nhận được các bhũ tương bền với chất nhũ hóa này với nồng độ sử dụng từ 2-4% TEA và từ 5-15% acid oleic hay stearic, thường dựa trên khối lượng pha dầu cần được nhũ hóa. Khi thêm khoảng 12% khối lượng xà phòng oleate vào dầu khoáng thì sẽ tạo ra một sản phẩm có thể tạm gọi là “dầu tan được”, mà sẽ hình thành nhũ tương trong nước. TEA được sử dụng nhiều trong sữa tắm, kem tẩy, kem chảy tóc. Xà phòng của TEA không màu, tạo nhũ có màu kem, điều này không làm giảm giá trị của các sản phẩm sữa làm đẹp, nhưng các sản phẩm trên cần một hệ chất nhũ hóa khác để tạo thành các sản phẩm trắng hòan hảo. Tính dị ứng trên da: Các xà phòng của TEA (cả stearate lẫn oleic) dường như vô hại với hàm lượng chúng được dùng trong các sản phẩm mỹ phẩm và chăm sóc cá nhân (vào khoảng 5% hoặc ít hơn trên tổng khối lượng sản phẩm). Chúng không gây các cảm giác khó chịu nào cho da cũng như không có các tính chất gây nhạy cảm cho da, và các trường dị ứng gây ra bởi TEA được biết đến là rất hiếm, thậm chí còn không gây dị ứng đối với cảcác trường hợp vốn nhạy cảm một cách khác thường với xà phòng. 3.3. DẦU KHOÁNG TRẮNG: Tên khác: White oil, liquid paraffin, petroleum oil. Tính chất: Dầu trắng kỹ thuật dùng trong các sản phẩm mỹ phẩm có: Tỷ trọng: 0.855-0.875 ở 600/600F. Độ nhớt ở 700C: 120-135 seconds. Nhiệt độ bắt đầu sôi: 3150C và sôi đến 4100C. Dầu trắng kỹ thuật là chất khá ổn định khi để ngoài không khí và ngoài ánh sáng ban ngày ở trạng thái nhũ hoặc không nhũ. Ít phản ứng hóa học ở điều khiện thường nên thích hợp làm nguyên liệu mỹ phẩm. Khai thác và điều chế: Dầu thô là hỗn hợp trộn lẫn của các hydrocacbon khí, lỏng, rắn được lấy từ các giếng dầu. Nó chứa các hợp chất hữu cơ khác nhau theo một tỉ lệ hợp thức cân xứng so với hydrocacbon. Acid hữu cơ cacbonxylic, cụ thể là acid napthenic, tồn tại phần lớn trong dầu thô. 18 Dầu khoáng trắng kỹ thuật xử lý các hợp chất vòng bằng H 2SO4 đặc có thừa SO3, tạo những bùn đặc sulfonate vòng. Chúng được loại ra từ hỗn hợp dầu, sau đó dầu được trung hòa với dung dịch cồn kiềm pha loãng. Công dụng: Dầu trắng kỹ thuật dùng làm trơn da và nó được ứng dụng rộng rãi để thay thế dầu thực vật và dầu động vật bởi nó tránh được mùi ôi thiu của dầu mỡ khi để lâu ngày(do bị oxy hóa). Là chất có tác dụng bôi thoa lớn khi dùng một lượng nhỏ hoăc5 dùng với tỉ lệ nhất định. Một số tiêu chuẩn của dầu khoáng trong mỹ phẩm và dược phẩm: + Màu: không được đậm hơn 30 saybolt, trong suốt và gần như không phát huỳnh quang. + Mùi: không mùi ở nhiệt độ phòng, không có mùi lạ khi đun nóng đến 95_980C(đun trên bể nước nóng trong 30 phút). + Vị: không vị. + Khả năng hòa tan: không tan trong nước, ethanol, tan trong eher, chloroform, benzene và dầu dể bay hơi. + Độ nhớt: - Lỏng: 50-25 seconds ở 1000F - Trung bình: 126-34 seconds ở 1000F - Đặc: 335-365 seconds ở 1000F Tỷ trọng : 0.815-0.910 ở 250C Hàm lượng acid và kiềm tự do: không có. Chỉ số xà phòng hóa: không có. Hàm lượng sulfua: không có. Hmá lượng tro: lượng rất nhỏ gần như không phát hiện được. Hàm lượng Arsenic; <2ppm tính theo Al2O3 Hàm lượng chì: <2 ppm tính theo Pb 3.4. PROPYL PARABEN: Tên gọi khác: Nipasol Công thức: Công thức phân tử: C11H12O3 Công thức cấu tạo: OH COOC3H7 19 Khối lượng phân tử: 180.1 Điều chế: Từ phản ứng ester hóa Alcohol với acid para-hydroxy benzoic. Tính chất Dạng bột trắng. Điểm nóng chảy: 950C-970C. Tan trong nước (1:2000), alcohol ethylic 95%(1:2), acetone(1:3), dầu thực vật (1:4), glycerin ?(1:140) Hóa tính chủ yếu do nhóm –OH Các số liệu phân tích: Màu: trắng. Khả năng hòa tan: Tan trong ethanol, ethyl ether, acetone. Tan ít trong nước. Điểm nóng chảy: 95-970C Phân tích hàm lượng: 99.5% ± 0.5% propyl parapen. Hàm lượng tro: tối đa 0.1% Hàm lượng chloride: không quá 350 ppm. Hàm lượng kim loại nặng: không quá 5ppm. Hàm lượng Arsenic: Không quá 1 ppm. pH: 4-7%. Chỉ định: Đóng vai trò làm chất bảo quản, chủ yếu chống nấm men, trong khi methyl parapen chủ yếu chống nấm mốc. Dùng làm chất bảo quản trong các dạng mỹ phẩm, đặc biệt là kem và lotion. Độc tính: Độc tính thấp, thường dùng kem với methyl parapen và BHT trong các sản phẩm kem dạng O/W hoặc W/O. Liều dùng: 0.04%-0.1%. 3.5. NATRI LAURYL SULFAT: Tên khác: Dodecyl natri sunfat Sản xuất: Thực hiện phản ứng sulfat hóa lauryl alcol, sau đó trung hòa bằng carbonat. Sản phẩm thương nghiệp thường gồm hỗn hợp Natri alkyl sulfat và Natri lauryl sunfat. Tính chất: Công thức phân tử: CH3(CH2)11OSO3Na. 20