torek, 08. oktober 2013

Hidroksietil celuloza

Hidroksietil celuloza v prahu
Hidroksietil celuloza ali HEC (INCI: Hydroxyethylcellulose) je stabilizator vodne faze, pridobljen iz naravnih rastlinskih virov in modificiran s postopkom etoksilacije. Kot reološki modifikator se ga uporablja v industriji kmetijskih škropiv, v gradbeništvu, v industriji lakov in barv ter seveda tudi v kozmetični in farmacevtski industriji.

O pridobivanju hidroksietil celuloze
Hidroksietil celuloza je neionski reološki modifikator. Kot že samo ime daje slutiti, je njena osnova celuloza. Celuloza je naraven polisaharid, ki predstavlja velik del stene rastlinskih celic. Sestavljena je iz nešteto molekul glukoze, ki pa so med seboj povezane z zelo močnimi vezmi, zaradi česar je celuloza pravzaprav netopna v vodi. 


Čisto celulozo v laboratoriju zmešajo z raztopino natrijevega hidroksida, nato pa v to namočeno celulozo vpeljejo etilen oksid. Etilen oksid reagira z molekulo glukoze tako, da zamenja vodikov atom v –OH skupini. Reakcija da hidroksietil celulozo, vodotopen polimer, ki ima odlične reološke lastnosti. 
 
Hidroksietil celuloza zaradi postopka pridobivanja ne spada med sestavine, dovoljene v naravni kozmetiki. Ecocert in nekateri drugi certifikati namreč prepovedujejo uporabo snovi, pridobljenih s postopkom etoksilacije.

Etoksilacija je kemijska reakcija, pri kateri določena snov reagira z etilen oksidom, močno strupenim plinom. Za kozmetične namene se postopek etoksilacije najpogosteje uporablja za proizvodnjo površinsko aktivnih snovi, torej po domače raznih penečih se snovi za izdelavo mil in šamponov ter emulgatorjev. Izhodiščna molekula so navadno razni alkoholi, fenoli ali amini; etoksilirano sestavino pa navadno prepoznamo po predponi PEG- (PEG, ne PGE!) ali po končnici –eth, včasih pa nimajo posebnih oznak. Vsem oznakam navadno sledi neka številka. Ta številka nam pove, koliko molov etilen oksida je bilo med postopkom etoksilacije pripetih na en mol osnovne molekule.

Tako najdemo npr. PEG-40 hydrogenated castor oil, PEG-150 distearate in Steareth-20. Primer brez oznak pa je npr. družina polisorbatov: Polysorbate 20, Polysorbate 60 itn, pri čemer se za imenom »polysorbate XX« skriva daljša oznaka: Polysorbate 20 je tako »le« PEG-20 sorbitan monolaurate. Včasih se zgodi, da poimenovanje nima nobene številke, npr. Sodium laureth sulfate (SLeS), vendar končnica –eth jasno nakazuje, da je to etoksilirana sestavina.

Kljub vsemu pa vseh etoksiliranih sestavin ne moremo kar tako preprosto metati v en koš. Problem sestavin, pridobljenih s postopkom etoksilacije je večplasten. Kot že rečeno, je za etoksilacijo potrebno uporabljati etilen oksid, ki je močno strupen. Končni produkt etoksilacije – torej razne PEG- in –eth kozmetične sestavine – pa je zelo malo strupen ali nestrupen (pri čemer »strupen« ni sinonim za »dražilen«, »nerazgradljiv« ali drugo!). Dejanski problem ni toliko etoksilirana sestavina, temveč prisotnost 1,4-dioksana in drugih strupenih snovi. Sestavine, pridobljene s postopkom etoksilacije, so toliko bolj problematične, kolikor več molov etilen oksida je pripetih na osnovno molekulo, saj se s tem poveča tudi možnost tvorbe 1,4-dioksana med etoksilacijo.

Tako bi s tega stališča natrijev laureth sulfate bil manj problematičen kot npr. PEG-150 distearate, saj ima SLeS le nekaj molov etilen oksida, PEG-150 pa krepkih 150! Vendar pa po pazljivem prebiranju varnostnih listov in testiranj na dražljivost kaj kmalu ugotovimo, da je SLeS za človeka veliko bolj dražilen kot PEG-150 distearate. Kje torej tiči resnica? No, pravzaprav nikjer. Za celosten pogled na neko sestavino ne moremo reči vedno samo »črno« ali »belo«, potrebno je torej preveriti škodljivost same etoksilirane sestavine, možne posledice ob uporabi, dražilnost in seveda tudi razgradljivost, pri čemer pa se vsak uporabnik lahko zase in po svojih kriterijih odloči, ali bo neko sestavino uporabil ali ne.

O hidroksietil celulozi
Hidroksietil celuloza ima zelo nizko stopnjo etoksilacije, na eni enoti glukoze sta pripeta največ dva mola in pol etilen oksida. Za uporabo v kozmetiki in farmaciji je HEC dodatno prečiščena. Ni strupena ob zaužitju in ne povzroča reakcije ob stiku s kožo. Kot vse ostale sestavine v obliki prahu lahko ob vdihovanju razdraži dihala. Raziskave in testi so pokazali, da hidroksietil celuloza ni škodljiva za vodne organizme ali za okolje, saj je razgradljiva. Njena razgradljivost je sicer relativno počasna, po nekaterih izračunih po BOD testu naj bi v petih dneh prišlo do 5% razgradljivosti, v dvajsetih dneh pa 12% (vir: Brošura Cellosize Hydroxyethylcellulose, DOW. Prosto dostopna na internetu).

Hidroksietil celuloza spada med modificirane polisaharidne reološke modifikatorje. Tako kot mnogi drugi modifikatorji vodne faze, se tudi HEC v vodi napihne in raztegne, s čimer se ustvari določena koloidna mreža. Ta koloidna mreža poveča viskoznost vode in omogoča večjo stabilnost emulzijam in boljšo suspenzijo drobnih delcev. Po svoji naravi je HEC neionski reološki modifikator, zaradi česar je zelo dobro združljiva z vsemi vrstami sestavin, tako anionskih (z negativnim nabojem) kot kationskih (s pozitivnim nabojem).

Hidroksietil celuloza je dobavljiva v obliki belega, belo-rumenega ali rumenkastega prahu. Za uporabo v kozmetične namene kot tudi za druga področja je na voljo več variant, ki se med seboj razlikujejo po viskoznosti, po stabilnosti, po hitrosti tvorbe gela v vodi itn. Glede na viskoznost imamo npr. na razpolago tri različice: HEC z nizko viskoznostjo, HEC s srednjo viskoznostjo in HEC z visoko viskoznostjo. Sama delam predvsem s hidroksietil celulozo srednje viskoznosti, ki je v skladu z evropsko farmakopejo. Tudi hidroksietil celulozo boste morali poiskati na tujih spletnih straneh; dobavljiva je v nekaterih italijanskih, nemških in angleških spletnih trgovinah.

Hidroksietil celuloza je zelo dobro topna tako v hladni kot v topli vodi in se hitro napihne ter ustvari prozoren, bolj ali manj viskozen gel. Žal se pri mešanju hidroksietil celuloze z vodo zelo rade pojavljajo grudice, ki se le stežka popolnoma napihnejo. Zato je pri pripravi gela potrebno več pozornosti in potrpljenja.  

 
3% gel iz hidroksietil celuloze
Uporaba hidroksietil celuloze v kozmetiki
Za izdelavo gela brez grudic obstaja več različnih variant, vsem pa je skupno to, da mora voda imeti nevtralen pH. Previsok ali prenizek pH namreč onemogoča raztapljanje hidroksietil celuloze. Sama najraje izdelujem gel z uporabo stepalnika za jajca. V čašo vlijem potrebno količino vode in posebej odmerim potrebno količino hidroksietil celuloze. Nato v vodi vklopim stepalnik za jajca in hidroksietil celulozo počasi sipam v vrtinec, ki ga ustvarijo metlice. HEC je potrebno dodajati dovolj počasi, da se med mešanjem popolnoma porazdeli in se ne ustvarijo grudice. Po tem, ko vodi že dodamo vso potrebno količino HEC, je potrebno gel dodatno mešati vsaj še 15 do 20 minut. Pri tem postopku izdelave lahko uporabimo tudi vročo vodo, s čimer seveda pospešimo postopek namakanja.

Drugi načini tvorbe gela predvidevajo uporabo nekaterih drugih organskih topil ali vodotopnih sestavin v prahu. V prvem primeru lahko uporabimo npr. alkohol, v katerega enakomerno dispergiramo hidroksietil celulozo in nato med mešanjem dodajamo vodi. Glicerin v tem primeru ni najbolj priporočljiv, saj se prah ne porazdeli enakomerno, temveč se hitro napije glicerina in ustvarja grudice. V drugem primeru pa hidroksietil celulozo zmešamo z drugim vodotopnim prahom, npr. betainom (trimetilglicin) ter nato med mešanjem dodajamo vodi. Gel moramo v vsakem primeru še nekaj časa mešati.

Ko se hidroksietil celuloza popolnoma namoči, postane gel zelo stabilen in vsestransko uporaben. Gel iz hidroksietil celuloze prenese širok razpon pH vrednosti, ki se lahko giblje od 4 do 12, poleg tega pa zelo dobro prenaša tudi visoke koncentracije elektrolitov. Z bolj poljudnimi besedami povedano, ostaja gel iz hidroksietil celuloze stabilen tudi v formulah, ki vsebujejo velike količine soli. Prav tako naj bi po tehničnih spremnih listih gel iz hidroksietil celuloze bil stabilen tudi v prisotnosti večje količine alkohola. Nekatere vrste HEC naj bi prenesle količine tudi do 60%, nekatere pa le 20%. Ker navadno prodajalci ne vedo, katero hidroksietil celulozo pravzaprav prodajajo, vam pred izdelavo kateregakoli gela z dodatkom alkohola priporočam, da naredite nekaj poskusov.

Hidroksietil celuloza je lahko v nekaterih primerih bolj občutljiva na prisotnost encimov, ki lahko razgradijo samo HEC, zaradi česar gel sčasoma izgubi na viskoznosti in zvodeni. Te encime lahko proizvajajo mnoge različne vrste bakterij in gliv, ki so lahko prisotne v kozmetičnem izdelku ali tudi že med postopkom izdelave. Pri uporabi hidroksietil celuloze je zato toliko bolj pomembno paziti na čistočo in paziti na pravilno uporabo konzervansa.

Tehnični spremni listi govorijo tudi o združljivosti hidroksietil celuloze s površinsko aktivnimi snovmi, vendar pa je na seznamu testiranih sestavin mogoče najti »klasične« PAS kot npr. natrijev laureth sulfat, razne polisorbate in podobne sestavne; certificiranih sestavin kot npr. coco glucoside pa ni. Po izkušnjah nekaterih domačih izdelovalcev kozmetike s foruma Angolo di Lola gel iz hidroksietil celuloze v kombinaciji z nekaterimi PAS zvodeni. Enako mnenje o hidroksietil celulozi podaja tudi Olionatura.de. Osebno nisem hidroksietil celuloze nikoli uporabljala v detergentih in šamponih, zato neposrednih izkušenj v tem pogledu nimam.

 
2% gel iz hidroksietil celuloze
Za kozmetične namene se hidroksietil celuloza uporablja v količinah do 3%, redkeje tudi do 4%, pri čemer se viskoznost povečuje s koncentracijo. Zaradi svoje neionske narave je hidroksietil celuloza dobro združljiva z vsemi ostalimi naravnimi zgoščevalci vodne faze: ksantan gumijem, guar gumijem, karagenom itd, kar poveča njeno uporabnost.

Če bi slepo zaupali vsem tehničnim listom, bi lahko s hidroksietil celulozo ustvarili pravzaprav karkoli. Kot se večkrat rado zgodi, pa tehnični listi ne povejo čisto vse resnice. Prva težava se nam bo pojavila s površinsko aktivnimi snovmi. Kot kažejo izkušnje raznih domačih »kremarc«, se hidroksietil celuloza v šamponih in tekočih milih za telo ne znajde najbolje.

Prav tako ne blesti kaj preveč v raznih emulzijah, kjer jo moramo za doseganje zadovoljive viskoznosti uporabiti kar v visokih koncentracijah. Prav zaradi prevelike količine rada da občutek »svaljkanja«, vendar pa se v kombinaciji z drugimi zgoščevalci vodne faze problem lahko omili.

Hidroksietil celuloza je kot reološki modifikator vodne faze izredno uporaben za različne gele in lahke serume. Gel iz hidroksietil celuloze se lepo razmaže, na koži pa sprva pusti zelo rahel lepljiv občutek, ki pa nato v nekaj trenutkih izgine.V nasprotju s ksantan gumijem ne daje tako izrazitega občutka, da bi se koža potila, hkrati pa v kožo ne ponikne tako zelo hitro kot npr. poliakrilatni zgoščevalci.

Gel iz hidroksietil celuloze dopušča dovolj dolgo mazanje in masiranje, zaradi česar je primeren kot osnova za razne masažne gele. S pridom ga zato lahko uporabljamo v gelih za anticelulitne masaže, gel za utrujene noge, gel za osvežujočo športno masažo ipd. Zelo dobre lastnosti ima HEC tudi za izdelavo gelov za obraz, predvsem zaradi njene široke stabilnosti in kompatibilnosti.

V gel iz hidroksietil celuloze lahko poleg tega vključimo tudi manjšo količino olj ali drugih ne vodotopnih snovi, saj omogoča stabilne suspenzije. Izdelovalci klasične kozmetike to lastnost hidroksietil celuloze s pridom uporabljajo pri izdelavi različnih negovalnih, čistilnih ali nežnih piling mask, saj zelo dobro zadrži različne snovi kot npr. glino, vulkanski kamen ipd. Pogosto jo bomo našli tudi v dekorativni kozmetiki, še posebej v maskarah.

Ker je hidroksietil celuloza združljiva z visokimi količinami soli, je še posebej dobrodošla za izdelavo dezodorantov ali zobnih past. Kjer bi mnogo drugih zgoščevalcev pravzaprav odpovedalo, je HEC še vedno stabilna in zanesljiva. Tako lahko ustvarimo preproste roll-on dezodorante in različne zobne paste na osnovi kalcijevega karbonata.

Ni komentarjev:

Objavite komentar

LinkWithin

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...