Emulsiones

COMPONENTES OBLIGADOS:

Fase acuosa

Fase oleosa

Emulgente

Tipos de emulsin

Aceite en agua: o/w Uso externo

Uso interno

Agua en aceite: w/o (uso externo)

Emulgentes

Se concentran y son adsorbidos en la interfase aceite agua formando una barrera protectora alrededor de las gotas de fase dispersa.

Disminuyen la tensin interfasial del sistema hacindolo ms estable.

Clasificacin de emulgentes Por afinidad:

Hidroflicos Lipoflicos

Por su estructura qumica: Aninicos Catinicos Anfteros No inicos

Para emulsiones o/w tpicas

ANIONICOS

Carboxilatos: jabones de glicridos con AG. Catin monovalente o divalente, inorgnico u orgnico.

Sulfatos: steres de alcoholes grasos con cido sulfrico.

Sulfonados

a) Carboxilatos

Frmula general: R-COO- M+

Ej: Laurato de potasio: CH3(CH2)10COO- K+

Palmitato de sodio: CH3(CH2)15COO- Na+

Oleato de potasioOleato de sodioOleato de calcioEstearato de trietanolamina

b) SulfatosFrmula general: R-O-SO3- M+

Ej: Laurilsulfato de sodio: CH3(CH2)10CH2OSO3-Na+

Miristrilsulfato de sodio: CH3(CH2)13OSO3-Na+

Laurilsulfato de trietanolamina

Laurilsulfato de amonio

Cetilsulfato de sodio

Cera Lanette SX (MR): mezcla de alcoholes cetlicos y estearlicos de los que un 10% estn sulfatados.

Tergitoles (MR): alcoholes sintticos sulfatados, buenos humectantes y activos en bajas concentraciones.

c) SulfonadosFrmula general: RSO3-M+

Ej: Dioctilsulfosuccinato de sodio: C20H37NaO7S

ROOC-CH2-CH(SO3Na)-COOR

Miristrilsulfonato de sodio: CH3(CH2)13SO3Na

Dodecilbencenosulfonato de sodio: CH3(CH2)11.C6H4SO3Na

Aerosol OT (MR): sulfosuccinato de Na bis-(2-etilhexil).

Oleato de sodio:

Estearato de sodio:

Laurilsulfato de sodio:

Aerosol OT:

CATIONICOSSales de amonio cuaternario:Frmula general: (NR1R2R3R4)+ X-, donde uno de los restos posee entre 12 y 18 tomos de

carbono y los dems son grupos metilo, etilo o aromticos.Ej: Bromuro de cetil trimetil amonio (cetrimida): CH3(CH2)15N+

(CH3)3.Br-

Cloruro de bencetonio: cloruro de lauril trimetil amonio: CH3(CH2)11N+(CH3)3.Cl-

Cloruro de benzalconioBromuro de domifeno o de dodecil bencil amonio.Accin antimicrobiana. Uso externo.

Otros catinicos: Sales de aminas grasas primarias, secundarias o de diaminas

grasas, deriv. de piridina (ioduro de dodecil piridinio), etc.

ANFOTEROS

El grupo aninico puede ser un carboxilato o fosfato y el catinico un grupo amino o amonio cuaternario.

Ej. de compuestos cuyo grupo aninico es un carboxilo: protenas, polipptidos y alquilobetanas.

Ej. de compuestos con grupos aninicos fosfato: lecitinas y cefalinas.

NO IONICOSBaja toxicidad y capacidad irritante. Admiten va oral y parenteral.

Menos sensibles a cambios de pH o adicin de electrolitos.Lipoflicos: Alcoholes grasos: lurico, cetlico y estearlico. Esteres de glicerilo: el grupo no polar es una cadena de al

menos 12 C y el polar un alcohol polihidroxilado.

Ej: monoestearato de glicerilo: CH2OH-CHOH-CH2OOC-C17H35 Esteres de cidos grasos con alcoholes grasos u otros alcoholes

como propilenglicol, polietilenglicol, sorbitn, sacarosa, colesteril. Ej: derivados de sorbitn (Spans), con distintos nmeros que identifican a los distintos cidos grasos que forman parte del ster. Son liposolubles, dan emulsiones w/o. Span 40: monopalmitato de sorbitn: slido creo granular.

Alcoholes esteroides libres como el colesterol.

NO IONICOSHidroflicos Esteres de cidos grasos con polioxietilensorbitn,

conocidos como Tweens o polisorbatos. Se emplean tanto para uso externo como interno, hidrosolubles, dan emulsiones o/w.

Ej: Tween 40: monopalmitato de sorbitn polioxietilnico.

Esteres de polioxietilenglicol: ej. monoestearato: C17H35COO(CH2OCH2)nH

Esteres de polioxipropileno Eteres de polioxietilenglicol (ms resistentes a la hidrlisis

que los steres). RO(CH2CH2O)nH donde R es un alcohol graso. Ej. Cetomacrogol 1000 (ter monocetilico de polietilenglicol) que da emulsiones o/w

Saponinas.

Span 80 (oleato de sorbitn):

Tween 85 (trioleato de sorbitn polioxietilnico):

Frmula general:

Hidrocoloides Forman capas multimoleculares alrededor de las

gotas de fase dispersa a modo de barrera. Aportan cargas elctricas superficiales que

incrementan la repulsin. Aumentan la viscosidad de la fase externa. Disminuyen algo la tensin interfasial. Ej: vegetales (acacia, tragacanto,

carragenanos), animales (lecitina, colesterol), semisintticos (metilcelulosa, CMC) y sintticos (Carbopol).

SOLIDOS COLOIDALES El trisilicato de magnesio (o/w).

La bentonita da cualquier tipo de emulsin dependiendo en qu fase se suspende primero (si se suspende en fase acuosa y luego agrego la oleosa me da o/w).

El Veegum (silicato de aluminio y magnesio coloidal) da emulsiones o/w.

SOLIDOS COLOIDALES

Compuesto Tipo de Emulsin Alumina W/O Betonita O/W Silicato de Mg y Al O/W Oxido de Magnesio W/O Trisilicato de Magnesio W/O Dioxido de Titanio O/W, W/O Silica O/W

Equilibrio lipoflico-hidroflico (HLB)TENSIOACTIVO MR HLBAlcohol cetlico 1,0cido olico 1,0Sorbitn, trioleato Span 85 1,8Sorbitn, triestearato Span 65 2,1Propilenglicol, monoestearato 3,4Sorbitn, sesquioleato Arlacel C 3,7Glicerol, monoesearato 3,8Sorbitn, monooleato Span 80 4,3Propilenglicol, monolaurato Atlas G-917 4,5Sorbitn, monoestearato Span 60 4,7Gliceril, monoestearato 5,5Sorbitn, monopalmitato Span 40 6,7Sorbitn, monolaurato Span 20 8,6

TENSIOACTIVO MR HLBPolioxietileno, laurilter Brij 30 9,5Gelatina 9,8Methocel 15 10,5Polioxietileno, monoestearato Myrj 45 11,1PEG 400, monoestearato S-541 11,6Trietanolamina, oleato 12,0Polioxietileno, alquilfenol 12,8Tragacanto 13,2Sorbitn polioxietileno monolaurato Tween 21 13,3Aceite de castor polioxietileno Atlas G-1794 13,3Sorbitn polioxietileno momooleato Tween 80 15,0Sorbitn polioxietileno monopalmitato Tween 40 15,6Sorbitn polioxietileno monolaurato Tween 20 16,7Polioxietileno, laurilter Brij 35 16,9Polioxietileno, monoestearato Myrj 52 16,9Sodio, oleato 18,0Potasio, oleato 20,0Sodio, laurilsulfato 40,0

Aplicaciones:

HLB Aplicacin2 a 3 antiespumantes3 a 6 emulgentes w/o7 a 9 humectantes8 a 16 emulgentes o/w

13 a 15 detergentes15 a 18 solubilizantes

Aplicaciones:

Vaselina lquida (HLB req 10,5)...... 50 gEmulgentes (Span 80 y Tween 80)... 5 gAgua c.s.p. ..................................... 100 g

HLBSpan . % Span/100 + HLBTween . % Tween/100 = 10,5

% Span + % Tween = 100

Rta: 42% de Span 80 y 58% de Tween 80

Clculo terico del HLB de una sustancia de HLB desconocido:

HLB= (n grupos hidroflicos) - (n grupos lipoflicos)+ 7

GRUPOS NUMERO DE GRUPO Grupos hidroflicos -SO4Na 38,7 -COOK 21,1 -COONa 19,1 N (amina terciaria) 9,4 Ester (anillo de sorbitn) 6,8 Ester (libre) 2,4 -COOH 2,1 -OH (libre) 1,9 -O- 1,3 -OH (anillo sw sorbitn) 0,5 Grupos lipfilos: -CH-; -CH2-; -CH3; =CH- -0,475 Grupos derivados -(CH2-CH2-O)- +0,33 -(CH2-CH2-CH2-O)- -0,15

Mtodos generales de preparacin: 1) Adicin de fase ext a la int (mtodo continental o de la goma seca):

Para una emulsin o/w, la adicin de agua (f. ext) al aceite (f. int) al principio forma una emulsin w/o por la preponderancia de la fase oleosa. Al agregar ms agua se invierte a una emulsin o/w. El mtodo es util y eficaz con agentes hidroflicos como acacia, tragacanto y metilcelulosa, que primero se mezclan con el aceite y se dispersan sin mojar. Ej. preparacin de emulsin de vaselina lquida. Proporciones: 4 p de aceite, 2 de agua y 1 de goma Sustancias hidrosolubles se disuelven en el agua, liposolubles en el aceite y las insolubles se trituran con el aceite y la goma en el mortero durante la preparacin del ncleo o emulsin primaria. Si en lugar de goma arbiga se usa pectina o goma tragacanto, la cantidad requerida es 1/10 menor y la relacin de los componentes ser: 4-2-0,1. Cuando la fase oleosa es aceite de lino o vaselina lq. la relacin es: 3-2-1. Mtodo rpido para preparar pequeas cantidades de emulsin. Puede adaptarse para escala industriales.

Mtodos generales de preparacin: 2) Adicin de fase int a la ext (Mtodo ingls o de la goma mojada):

Mtodo ms satisfactorio porque siempre hay un exceso de fase externa que promueve el tipo de emulsin que se desea. Si la fase externa es agua y la interna es aceite, la mezcla oleosa se agrega en porciones al preparado acuoso agitando. Para mejorar la accin de corte durante la preparacin, no se mezcla toda el agua con el agente emulsivo, se forma la emulsin primaria con el aceite y despus se diluye con el agua restante. Las proporciones son las mismas que en el mtodo continental. Se prepara en mortero un muclago con 1 p de goma arbiga y 2 p de agua. Se adicionan 4 p en vol. de aceite en peq. porciones y triturando. El ncleo, perfectamente emulsionado se diluye de a poco con el agua restante triturando hasta completar el volumen requerido.

Mtodos generales de preparacin:

3) Mezclar ambas fases despus de calentar cada una: Este mtodo se usa cuando se emplean ceras u otras sustancias que deben fundirse. Se funden los agentes emulgentes liposolubles, aceites y ceras y se los mezcla bien. Los componentes hidrosolubles disueltos en el agua se calientan a una temp. apenas mayor que la de la fase oleosa. Las 2 fases se mezclan y remueven hasta que se enfran. Por razones de conveniencia, pero no necesariamente, la sc. acuosa se agrega a la mezcla oleosa. El mtodo se usa mucho en la prep. de cremas drmicas.

Mtodos generales de preparacin: 4) Adicin alternada de las dos fases al emulgente:

Para una emulsin o/w primero se agrega una porcin del aceite a todo el agente emulgente liposoluble mientras se remueve y luego se aade una cantidad igual del agua que contiene a todos los agentes emulsivos hidrosolubles mientras se remueve hasta que se forma la emulsin. Luego se agregan porciones adicionales del aceite y el agua hasta que se forma el producto final. La gran concentracin del agente emulsivo en la emulsin original hace que la emulsificacin inicial sea ms probable y la gran viscosidad provee una accin de corte eficaz que conduce a la formacin de gotitas pequeas en la emulsin. Muchas veces este mtodo se usa con eficacia en jabones.

Mtodos generales de preparacin:

5) Mtodo del frasco: Se emplea para emulsionar aceites esenciales u otros lquidos de baja viscosidad. Para suplir la menor viscosidad, la relacin pasa a ser: aceite 2 o 3 partes, agua 2 y goma 1. Se acostumbra proceder de acuerdo al mtodo continental: en un frasco seco se colocan 2 o 3 partes de aceite voltil con 1 parte de goma arbiga en polvo, agitando hasta que la goma est bien dispersada en el aceite. Luego se agrega de una sola vez 2 partes de agua y se agita vigorosamente hasta obtener el ncleo. Se sigue adicionando en peq. porciones y siempre agitando despus de c/agregado el agua restante con las sust. hidrosolubles.

Homogeneizador manual

Pequea escala

Inestabilidad 1.- Cremado y sedimentacin

2.- Floculacin o agregacin

3.- Coalescencia

4.- Inversin

Estabilidad

FA7 Son sistemas de al menos dos fases en los

cuales un lquido se dispersa en otro lquido en la forma de glbulos o gotitas pequeas. Cuando el aceite es la fase dispersa y la fase continua es la acuosa el sistema se designa como una emulsin aceite en agua. Por el contrario, cuando el agua o una solucin acuosa es la fase dispersa y un aceite o material oleoso es la fase continua, el sistema se designa como una emulsin agua en aceite.

FA7 (cont.) Las emulsiones se estabilizan mediante agentes

que impiden la coalescencia. En las emulsiones aceite/agua se agregan

polmeros hidroflicos naturales o sintticos junto con los agentes tensioactivos. Estas sustancias se acumulan en la interfase y aumentan la viscosidad de la fase acuosa por lo cual disminuyen la velocidad de formacin de agregados.

Todas las emulsiones requieren un agente antimicrobiano porque la fase acuosa es favorable al crecimiento de los microorganismos.

Conservantes Tener en cuenta coeficiente de particin entre

ambas fases y CIM fase acuosa para calcular cunto es necesario incorporar.

Alcohol etlico 15% Benzoato de sodio (pH

Antioxidantes

Los componentes grasos de las emulsiones pueden sufrir rancidez afectando as las caractersticas organolpticas de la emulsin, para evitar este fenmeno se utilizan antioxidantes.

Ej.: cido ascrbico, cido glico, palmitato de ascorbilo, propilgalato, BHA, BHTl, tocoferol.

Emulsiones mltiples

Las emulsiones mltiples se preparan emulsificando nuevamente una emulsin en otra fase externa, existen as emulsiones mltiples o/w/o y w/o/w.

Emulsin w/o/w