As emulsões cosméticas são os produtos mais difundidos e consumidos no mercado, sendo muito procurado e utilizado pelo consumidor. É bem provável que você também use alguma. Mas, você sabe o que é uma emulsão cosmética? Ou como formular uma emulsão cosmética de qualidade? Confira!
EMULSÃO COSMÉTICA: O QUE É?
As emulsões mais conhecidas no mercado cosméticos são os cremes, loções e manteigas corporais.
As emulsões são sistemas heterogêneos bifásicos, logo, contém duas fases: uma fase dispersa, também chamada de interna ou descontínua; e uma fase dispergente, chamada também de fase externa ou contínua.
E essas fases são compostas por líquidos imiscíveis, ou seja, líquidos que não se misturam naturalmente. Nesse caso, um dos líquidos (a fase interna ou dispersa) encontra-se no interior do outro líquido (fase externa ou contínua).
A fase dispersa (fase interna ou descontínua) é constituída de microesferas ou micelas, enquanto o meio dispersante (fase externa ou contínua), consiste na substância que envolve a micela da fase interna.
Tais fases normalmente constituem dois líquidos como o óleo e a água, que não se misturam naturalmente. Mas também podem ser um líquido e um gás, como a espuma do xampu, que nada mais é que uma emulsão de água e ar.
As emulsões são consideradas instáveis, do ponto de vista termodinâmico, isso significa que não se formam de maneira espontânea. É necessário a aplicação de algum tipo de energia para que se formem, geralmente mecânica como a agitação. Por conta dessa instabilidade, com o passar do tempo, é comum que as emulsões voltem para o estado original, onde há a separação de fases entre o óleo e a água que a constituem.
Mas como podemos ter ao mesmo tempo em uma formulação dois componentes que não se misturam?
Se não se misturam, supõe-se que, entre eles exista uma força denominada tensão interfacial.
Dessa forma, para manter a emulsão estável, na maioria das vezes, é necessária a adição de agentes emulsificantes, também chamados de surfactantes ou tensoativos, que diminuem a tensão interfacial reduzindo assim a força de repulsão entre as duas fases, ajudando a torná-la razoavelmente estável e homogênea.
EMULSIFICANTES
Os emulsificantes são tensoativos constituídos por longas cadeias carbônicas em que uma extremidade é polar e hidrofílica (tem afinidade com a água) e uma outra extremidade apolar e lipofílica (tem afinidade com o óleo).
Quando temos substâncias que não se misturam naturalmente, como água e óleo por exemplo, adicionamos um emulsificante ao sistema, pois ele interage com ambos constituintes da mistura, podendo assim emulsificar o óleo em pequenas gotículas e dispersá-lo no sistema como um todo. Caso contrário, a água e o óleo ficariam separados na mistura.
Assim, os emulsificantes permitem formular emulsões cosméticas com aparência mais agradável e incorporar no mesmo produto ingredientes que não se misturariam naturalmente, como água e óleo, obtendo um sistema homogêneo, sem separação de fases, mesmo tendo componentes com características lipofílicas e hidrofílicas.
Dessa forma, a função do emulsificante é diminuir a tensão interfacial entre a fase interna e a fase externa fazendo com que as fases se misturem e a emulsão permaneça estável.
Resumidamente, as características desejáveis de um agente emulsificante são:
Alguns fatores afetam a viscosidade da emulsão tais como:
Ocorrência de floculação ou agregação das gotas emulsionadas;
Tamanho e distribuição das partículas da fase interna. Quanto menor o tamanho da partícula, maior a viscosidade e mais estável a emulsão;
Composição química, polaridade e concentração dos emolientes, emulsionantes e fase contínua;
Solubilidade do emulsionante nas fases interna e externa da emulsão;
pH das fases líquidas;
Natureza dos filmes de tensoativos ao redor das gotas de óleo e das forças de atração e de repulsão;
Concentração de eletrólitos.
A indicação da estabilidade da emulsão é dada pelo tempo necessário para o início visual de separação das fases. As emulsões estáveis demoram muito tempo para se separar. Dessa forma, os agentes emulsionantes utilizados na formulação devem adiar ao máximo esse processo natural de separação.
TIPOS CLÁSSICOS DE EMULSÕES COSMÉTICAS
As emulsões podem ser classificadas em:
Emulsão O/A: As emulsões com fase interna oleosa e fase externa aquosa são conhecidas como emulsões óleo em água, designadas como “O/A”, pois são compostas de uma grande concentração de água e uma baixa proporção de óleo.
Dessa forma, gotículas de óleo (micelas) são dispersas em água, que são circundadas por tensoativos com sua parte lipofílica (que possuem afinidade com óleo) apontando para dentro, e as hidrofílicas (que possuem afinidade com água) para fora, mantendo o óleo disperso em água.
Nesse tipo de emulsão a fase externa é a água e a interna o óleo. Possui grande concentração de água e baixa proporção de óleo. Normalmente é menos oleosa, menos emoliente, tem secagem mais rápida e facilmente lavável, podendo ocorrer à formação de espuma.
São emulsões menos pegajosa em comparação com outras emulsões, o sensorial do produto é mais leve, menos oleoso e, assim, menos oclusivo para a pele. Esse tipo de emulsão é ideal para climas quentes, sendo muito utilizado e valorizado no mercado brasileiro porque proporciona as sensações de leveza e refrescância.
Emulsão A/O: As emulsões com fase interna aquosa e fase externa oleosa são conhecidas como emulsões água em óleo, designadas como “A/O”, pois são compostas de uma grande concentração de óleo e uma baixa proporção de água. Gotículas de água (micelas inversas) são dispersas em óleo, que são circundadas por tensoativos com sua parte hidrofílica apontada para dentro, e a lipofílica para fora.
Nesse tipo de emulsão a fase externa é o óleo e a interna a água. Possui grande concentração de óleo e baixa proporção de água, com alto grau de emoliência e dissolvência, sendo ideal para preparação de cosméticos demaquilantes, cremes de limpeza em geral e em produtos para massagem, que requerem excelente espalhabilidade.
As emulsões A/O têm efeito oclusivo, podendo ser utilizadas para a limpeza da pele por meio da remoção de sujidades oleosas, já que são solúveis e podem ser removidas facilmente. Esse tipo de emulsão é mais utilizado em países que possuem temperatura muito fria.
Em geral as emulsões são brancas, devido ao pequeno tamanho das partículas dispersas, que assim refletem totalmente a luz branca. E podem ser em 5 tipos de acordo com o tamanho das partículas de sua fase dispersa ou interna:
1 – Macro emulsões: Emulsões opacas, termodinamicamente instáveis (podem ser cineticamente estáveis por longos períodos de tempo, mas ao final sofrerão separação de fases) com partículas de tamanho maior que 400nm, facilmente visíveis ao microscópio. Os emulsionantes e outros estabilizantes podem reduzir a velocidade de coalescência.
2 – Micro emulsões: Sistemas termodinamicamente estáveis, dispersões isotrópicas, transparentes, com gotículas de tamanho inferior a 100nm e de baixa viscosidade.
3 – Mini emulsão: É o tipo intermediário entre os dois primeiros, com tamanho de partícula variando entre 100 a 400nm. São também chamadas de emulsões branco-azuladas semi-opacas. Geralmente, o emulsionante é a mistura de tenso ativo iônico com co-tensoativos, normalmente álcoois de cadeia acima de 12 carbonos.
4 – Emulsões múltiplas: São sistemas complexos e heterogêneos, em que os dois tipos de emulsões simples coexistem, formando emulsões do tipo A/O/A e O/A/O.
5 – Nanoemulsões: Empregam tecnologia avançada e são cada vez mais utilizadas devido aos benefícios esperados.
O QUE DETERMINA SE A EMULSÃO É O/A OU A/O?
De maneira geral, quando preparamos emulsões combinamos uma fase aquosa com outra fase oleosa. Mas como saber se a emulsão será uma dispersão na fase aquosa ou vice-versa?
Será que a ordem da adição determina o tipo de emulsão? Ou será que é a fase de maior proporção?
Com as dúvidas surgem os mitos! Então veja abaixo os principais mitos sobre o assunto.
Mas afinal, o que determina se a emulsão será O/A ou A/O?
A resposta está na escolha do tensoativo. Cada tensoativo tem um valor próprio de Equilíbrio Hidrófilo-Lipófilo (EHL), ou seja, uma razão entre sua afinidade e repulsão à água.
Cada tensoativo é classificado por um número que varia de 1 a 20. Em geral, tensoativos de EHL baixo (EHL entre 4 e 8) são ideais para emulsões do tipo A/O, ao passo que tensoativos de EHL alto (entre 10 e 16) formam emulsões do tipo O/A.
O motivo é que tensoativos de EHL baixo têm maior afinidade pelo óleo que pela água, de modo que são mais eficientes em manter o óleo na fase externa. E o contrário também é correto para tensoativos de EHL alto.
Criado em 1948 por Griffin, o método permite calcular o valor de EHL final da emulsão, de modo que é necessário saber previamente os valores de EHL de cada um de seus constituintes graxos (gordurosos), bem como, dos agentes emulsificantes que se pretende utilizar.
O fato de que nem sempre o valor de EHL dos ingredientes está disponível e de que é preciso fazer algumas contas, o que acaba desestimulando muitos formuladores de utilizar este método, preferindo ir diretamente para a prática. Contudo, apesar do tempo que se gasta pesquisando e calculando, o uso do método de Griffin tem algumas vantagens sobre a abordagem empírica:
1 – O método de Griffin é um meio mais científico e profissional de se formular. Em tempos de crise, saber usar o conhecimento pode ser a chave para se manter o ganha-pão.
2 – Tal método identifica a combinação mais adequada de emulsificantes, respeitando as características da emulsão que se pretende obter.
3 – A tentativa e erro consome tempo e recursos que poderiam ser poupados com uma abordagem mais fundamentada, por exemplo, a técnica de Griffin, o desenvolvimento fatorial ou o diagrama de fases.
Escala de valores de EHL Médoto de Griffin
Designação Química |
EHL |
Diestearato de etilenoglicol |
1,5 |
Triestearato de sorbitano (Span 65) |
2,1 |
Monoestearato de propilenoglicol |
3,4 |
Monoleato de sorbitano (Span 80) |
4,3 |
Monoestearato de sorbitano (Span 60) |
4,7 |
Octylphenol Etoxylated (Triton X-15) |
4,9 |
Monolaurato de dietilenoglicol |
6,1 |
Monopalmitato de sorbitano (Span 40) |
6,7 |
Sucrose dioleate |
7,1 |
Goma Acácia |
8,0 |
Álcool de lanolina (Vilvanolin L-101) |
8,0 |
Laureth-4 (Brij L4) |
9,7 |
Gelatina |
9,8 |
Octylphenol Ethoxylate (Triton X-45) |
9,8 |
Metilcelulose |
10,5 |
Monoestearato de Polyoxietileno (Myrj S8) |
11,1 |
Oleato de trietanolamina |
12,0 |
Goma Tragacanto |
13,2 |
Octylphenol Ethoxylate (Triton X-100) |
13,5 |
Polisorbato 60 (Tween 60) |
14,9 |
Polisorbato 80 (Tween 80) |
15,0 |
Polisorbato 20 (Tween 20) |
16,7 |
Poloxamer 188 (Pluronic F 68) |
17,0 |
Oleato de sódio |
18,0 |
Oleato de potássio |
20,0 |
Lauril sulfato de sódio |
40,0 |
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O EHL de uma substância em particular pode ser encontrado na literatura, em livros de farmacotécnica e de ciência das emulsões, na inetrnet ou calculado matematicamente.
Nos livros, encontram-se diferentes fórmulas e meios de se determinar o EHL de um ingrediente; um deles utiliza o Índice de Saponificação (IS) e o Índice de Acidez (IA) para determinar o EHL exclusivamente de tensoativos do tipo éster, como os Spans (monoalquilato de sorbitano) e Tweens (monoalquilato de polioxietilenosorbitano):
EHL = 20 (1 – IS/IA)
No entanto, o valor de EHL também pode ser determinado experimentalmente.
No caso de uma substância oleosa, prepara-se uma série de emulsões contendo quantidades iguais da substância em análise, da fase aquosa e da mistura de dois emulsificantes de valor de EHL conhecido, combinados em proporções variáveis e lineares, de modo que resultem em sistemas com valores de EHL definidos. Após 24h, procede-se ao exame das emulsões e identifica-se aquela que for mais estável. Assim, admite-se que a substância em estudo tem valor de EHL correspondente à mistura de emulsificantes que resultou na formulação mais estável.
No caso de uma substância emulsificante com EHL desconhecido, pode-se utilizar o mesmo procedimento experimental descrito acima, mas desta vez o problema será o EHL do novo emulsificante, em vez da substância oleosa:
EHLemulsificante problema = (EHLsubstância oleosa – EHLemulsificante padrão x P)/N
Em que:
P: % de emulsificante padrão;
N: % de emulsificante problema.
E tem como confirmar se a emulsão é realmente O/A ou A/O?
Sim, fazendo alguns testes, como o teste de condutividade elétrica, teste de corante ou teste de gota.
O teste mais eficiente e certeiro é o teste de condutividade elétrica. Feito em um aparelho chamado condutivímetro, o teste permite verificar se uma corrente elétrica pode ser transmitida pela fase externa de uma emulsão. Se a fase externa for aquosa, a corrente elétrica é mensurada, se for oleosa, não se percebe corrente elétrica pois óleos são péssimos condutores.
CLASSES DE INGREDIENTES UTILIZADOS EM FÓRMULAS DE EMULSÕES
As classes de ingredientes para criar cremes, loções e emulsões cosméticas de uma forma geral, são:
1 – Veículos: Proporciona volume e faz a dispersão de todos os outros ingredientes. Normalmente está presente em maior concentração na formulação. O principal representante dessa classe de veículo é a água. Ela é utilizada que ajuda a diluir, a misturar todos os demais componentes da formulação.
2 – Umectantes: Os umectantes como a glicerina, proprilenoglicol, entre outros glicóis, ajudam a evitar o ressecamento da formulação, ajudam a levar hidratação para a pele. Por isso não podem faltar em emulsões cosméticas.
3 – Quelantes: Alguns tipos de íons metálicos quando presentes na formulação podem interagir com outros ingredientes e prejudicar a formulação, podendo mudar a cor e desestabilizar a formulação. Por isso, utilizamos os quelantes como o EDTA Dissódico, que inativam ou interagem com íons que podem estar presentes na formulação.
4- Espessantes: Promove o aumento da viscosidade da formulação, muda a textura do produto. Temos agentes de consistência que são hidrossolúveis como polímeros, carbômeros, goma xantana, hidroxietilcelulose e temos também agentes de consistência que são componentes lipídicos como as ceras, álcool cetoestearílico e álcool cetílico, por exemplo.
5 – Emolientes: São os ingredientes que ajudam a dar deslizamento, lubrificação, sensação de hidratação e ajudam a formar filme na superfície da pele, favorecendo a hidratação da mesma.
6 – Antioxidante: Atuam evitando a oxidação da formulação.
7 – Emulsionantes: São ingredientes chaves, pois sem ele não seria possível formar a emulsão. Eles permitem a mistura da fase oleosa com a fase aquosa.
8 – Agentes de Consistência: Aumentam a consistência, deixa mais cremosa a formulação.
9 – Conservantes: São ingredientes que vão ajudar a conservar o sistema e evitar o crescimento de microrganismos como fungos e bactérias.
10 – Modificadores de Sensorial: São os ingredientes que ajudam a mudar a sensação do produto em contato com a pele, como um toque mais seco como o do amido modificado, ou um toque mais sedoso e macio como dos silicones.
11– Fragrância: São componentes que conferem odor agradável ao produto como as essências, óleo essencial e extrato aromático.
12 – Ativos: São ingredientes que dão um benefício a mais ao produto como um ingrediente antirruga, fotoprotetor, por exemplo. A escolha do ativo dependo do que será prometido, qual será o apelo da formulação.
13 – Ajustadores de pH: São componentes que ajudam a ajustar o pH da formulação, deixando-a com o pH adequado para que se mantenha estável durante todo o prazo de validade, como o ácido cítrico ou hidróxido de sódio.
A fase aquosa deve ser aquecida a 75°C, assim como a fase oleosa, em recipientes separados.
Depois deve verter a fase oleosa na fase aquosa e homogeneizar bem. Agitar a pelo menos 1.500 rpm, de 3 a 5 minutos, ao verter as fases.
Em temperatura menor que 40°C adicionar a fase termolábil e homogeneizar bem.
Agora que você já sabe o que são emulsões, as classes de ingredientes utilizadas nessas formulações e como distinguir se uma emulsão é A/O ou O/A.
