Slajd 1

WYKŁAD 7

Hydrokoloidy

Hydrokoloidy są syntetycznymi lub naturalnymi polimerami.
Polimery liniowe są słabiej rozpuszczalne niż rozgałęzione.
Hydrokoloidy ulegają w wodzie hydratacji i pęcznieniu tworząc
roztwory koloidalne (hydrozole). Przy dużych stężeniach
hydrokoloidu rośnie lepkość i w końcu powstaje hydrożel, w
którym cząsteczki wody nie przemieszczają się swobodnie.
W kosmetyce hydrokoloidy są stosowane jako zagęszczacze
emulsji, przeciwdziałające ich wysychaniu, jako lepiszcza w
pudrach oraz w kremach beztłuszczowych i żelach (galaretach).
Hydrokoloidy można podzielić na kilka grup:
a) naturalne i modyfikowane polisacharydy
b) polipeptydy (np. żelatyna)
c) hydrokoloidy syntetyczne
d) hydrokoloidy nieorganiczne

9.1.

Polisacharydy

Naturalne polisacharydy:

glukany, galaktany, gumy, śluzy, poliuronidy, pektyny.

Glukany

to polimery glukopiranozy powiązanej wiązaniem

glikozydowym - lub -1,4. Są to na przykład skrobia i

celuloza. Skrobia składa się w 20% z amylozy (300-4000 reszt
cukrowych), która rozpuszcza się w wodzie i w 80% z
nierozpuszczalnej amylopektyny (rozgałęziony polimer
złożony z 9000-10000 reszt, rozgałęzienia poprzez wiązania
glikozydowe -1,6). Amyloza jest w ziarnach skrobiowych

otoczona amylopektyną. Skrobia pęcznieje w gorącej wodzie
i tworzy koloidy, które na zimno żelują. Jest wykorzystywana
w pudrach.

Celuloza

zawiera wiązania glikozydowe 1,4- i jest

nierozpuszczalna w wodzie (polimer zawierający ponad
10000 monomerów), ponieważ tworzy silne
międzyłańcuchowe wiązania wodorowe. Częściowa
degradacja kwasem solnym prowadzi do zmniejszenia
ciężaru cząsteczkowego i tak spreparowana celuloza
(celuloza krystaliczna, Avicel, Elcema) tworzy z wodą
żele. Stosowana jest jako stabilizator emulsji i czynnik
wiążący. Zapobiega rozdzielaniu się składników
ciekłych i stałych. Stosowana jest w pastach do zębów,
pudrach i maseczkach do twarzy.

Alkilocelulozy

otrzymuje się chemicznie z celulozy przez

alkilowanie (np. jodkiem metylu). W wyniku tego
alkilocelulozy są lepiej rozpuszczalne w wodzie. Otrzymane
etery, zawierają średnio od 0,7 do 2 grup metylowych na 3
możliwe. Metyloceluloza jest stosowana do wyrobu żeli
kosmetycznych (maseczki do twarzy, pasty do zębów), jest
regulatorem konsystencji w szamponach i kremach do
golenia, pełni też rolę stabilizatora emulsji, koloidu
ochronnego i emulgatora tłuszczów, olejów mineralnych i
olejków eterycznych (Cellotyhl, Cellumeth, Tylose, Methocel
MC, Tylopur M, Viscotran MC), etyloceluloza (AT-cellulose,
Ethocel) – nie rozpuszcza się w wodzie, natomiast dobrze
rozpuszcza się w rozpuszczalnikach organicznych, dlatego jest
stosowana w lakierach do paznokci.

Karboksymetyloceluloza

zawiera w podstawniki (-CH

-COOCH

)

na atomach tlenu grup hydroksylowych (CMC, Cellolax,
Cethyloce, Carmethose, Tylose (MGA,C), Tylopur C)
podstawienie jest na poziomie 0,7-0,8 grup hydroksylowych.
Sól sodowa jest używana jako środek wiążący i zagęszczający
(w preparatach do pielęgnacji włosów, pastach do zębów).

Galaktany

to polimery innego cukru – galaktozy. Są nimi

agar-agar (izolowany z krasnorostów; 70% agarozy i 30%
agaropektyny, i karagenina (polimer siarczanu
galaktopiranozy o masie 1-8x10

, tworzy sole, z których sól

sodowa tworzy lepkie roztwory wodne, a sole wapnia –
żele). Agar-agar i karagenina są składnikami past do zębów,
szamponów i środków do pielęgnacji włosów i kremów jako
czynnik zagęszczający.

Gumy

(arabska i taragakenotowa) są polimerami

cukrowymi.

Tragalanta

zawiera frakcję

nierozpuszczalną w wodzie (basoryna) i frakcję
rozpuszczalną w wodzie (tragakentyna)
zbudowaną z reszt kwasu galakturonowego.
Tragakanta jest substancją wiążącą wodę i
zagęszczającą i jest stosowana w pastach do
zebów, jako stabilizator emulsji.

Guma arabska

jest otrzymywana z gałęzi drzew rodzaju Accacia
(Afryka) j chemicznie jest solą sodową,
magnezową lub wapniową kwasu
poliarabinowego (i innych cukrów: arabinozy,
galaktozy, ramnozy i kwasu L-glukuronowego w
proporcjach 3:3:1:1). Guma arabska rozpuszcza
się w glicerynie i glikolu propylenowym. Guma
arabska jest stosowana w kosmetyce jako środek
wiążący wodę, zagęszczający, koloid ochronny
lub emulgator.

Śluzy

są złożonymi polisacharydami izolowanymi np. z

nasion lnu. Pęcznieją w wodzie i przechodzą w gęste
,ciągliwe ciecze. Są stosowane jako środki łagodzące
podrażnienia skóry oraz

emolienty

Poliuronidy

to polimery kwasów uronowych (kwasy

uronowe mają grupę kwasową; karboksylową
powstałą z utlenienia grupy hydroksymetylowej w
pozycji 6 heksopiranoz). Wśród poliuronidów ważne
są:

kwas alginowy

(polimer kwasu D-mannurowego z

wiązaniami glikozydowymi 1,4). Występuje w ścianach
komórkowych alg morskich w postaci soli Ca i Mg, jest
rozpuszczalny w gorącej wodzie i wiąże aż 200-300
razy więcej wody niż wynosi jego masa. Nazwy
techniczne: Kelacid, Norgine, Sazio. Zastosowanie w
kosmetyce mają sole sodowe (Algin, Alto, Alloid,
Kelgin, Kelcosol, Texamide) w maseczkach do twarzy,
pastach do zębów, środkach do kąpieli i żelach.

Pektyny

występują w ścianach komórkowych roślin jako

spoiwo (skórki pomarańczy i cytryn – zawartość do
30%). Są to liniowe polimery kwasu galakturonowego z
wiązaniami -1-4. Rozpuszczają się w wodzie dając 5%

lepkie roztwory, tworzą żele i są stosowane w pastach
do zębów i kremach, jako koloidy ochronne i
emulgatory.

9.2.

Żelatyna

Żelatyna jest polipeptydem pozyskiwanym z
hydrolitycznej degradacji kolagenu. Gotowanie
kolagenu degraduje go do ok. 1/3 masy. W skład
żelatyny wchodzą głównie: glicyna, prolina,
hydroksyprolina, kwas glutaminowy, alanina, arginina,
lizyna, seryna, i leucyna. Żelatyna rozpuszcza się w
wodzie, a jej 1% roztwory wodne zestalają się po
ochłodzeniu do 35-40°C.
Żelatyna jest dobrą pożywką dla drobnoustrojów,
dlatego może być stosowana tylko w obecności
środków konserwujących.
W kosmetyce jest stosowana do wytwarzania maseczek
do twarzy oraz w mieszance z agar-agarem i gliceryną
w preparatach nawilżających skórę.

9.3.

Hydrokoloidy

syntetyczne

Syntetyczne hydrokoloidy
to polimery kwasu
akrylowego (karbopol),
alkoholu winylowego
(PVA), winylopirolidonu
(PVP) lub kwasu
krzemowego (żel
krzemionkowy).

CLXXXVII Karbapol

CH CH

CLXXXVIII PVA

CH CH

CLXXXIX PVP

Karbopol

(nazwa handlowa Carboxypolymethylene,

Carbomer) jest polimerem kwasu akrylowego (CH

=CH-

COOH) - CLXXXVII. Roztwory wodne karbapolu mają małą
lepkośc, ale po zobojętnieniu grup kwaśnych zasadą lepkość
jest duża (pH 6-10). Sole karbapolu są używane jako środki
zagęszczające i dyspergujące (szampony, pasty do zębów),

PVA

(CLXXXVII) (Elvanol, Gelvatol, Moviol, Polyviol, Vinol)

jest ciałem stałym, dobrze rozpuszcza się w wodzie, jest
stosowany jako stabilizator emulsji, koloid ochronny, środek
zagęszczający i zapobiegający wysychaniu preparatów
(mydła, pasty do zębów, kremy). Tworzy żele z krzemionką.

PVP

(CLXXXVII) (Kollidon, Periston, Povidone, Vinisil) jest

polimerem winylopirolidonu o masie ok. 1 mln. Daltonów.
Dobrze rozpuszcza się w wodzie i rozpuszczalnikach
organicznych, wymaga konserwacji, jest dobrze tolerowany
przez skórę. Jest stosowany jako stabilizator emulsji, koloid
ochronny w emulsjach oraz środek dyspergujący,
zagęszczający i wiążący.
PVP jest składnikiem preparatów do pielęgnacji włosów –
nadaje im połysk i elastyczność oraz ułatwia ich układanie.
Do tego celu jest używany jako kopolimer winylopirolidonu,
octanu winylu i soli amonowej kwasu akrylowego (pod
nazwą Luviflex). Ma on duże powinowactwo do keratyny
włosów.

9.4.

Hydrokoloidy nieorganiczne

Żel krzemionkowy (silikażel, SiO

·nH

O) stosuje się jako

stabilizator emulsji i zawiesin, środek zagęszczający i czynnik
zapobiegający wysychaniu. Grupy hydroksylowe Si-O-H tworzą
wiązania wodorowe, które powodują wzrost gęstości
preparatów po czasie chroniąc żel przed sedymentacją
(zjawisko tiksotropii). Żele są tworzone w rozpuszczalnikach
niepolarnych.

Glinokrzemiany

–

bentonit

(montmorylonit) jest minerałem o

wzorze ogólnym AlSi

(OH)·nH

O ma budowę warstwową,

ujemnie naładowane warstwy glinokrzemianu są przedzielone
dodatnio naładowanymi kationami Na

i Ca

. Wiąże on dużą

ilość wody zwiększając znacznie objętość. W preparatach
kosmetycznych występuje w stężeniach 2-3% i pełni rolę
stabilizatora emulsji i czynnika zagęszczającego. Jest
stosowany w maściach i pudrach (jako suchy składnik)

Document Outline