Emulsiones

Emulsiones
COMPONENTES OBLIGADOS:
• Fase acuosa
• Fase oleosa
• Emulgente
Tipos de emulsión
• 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 tensión interfasial del
sistema haciéndolo más estable.
Clasificación de emulgentes
• Por afinidad:
– Hidrofílicos
– Lipofílicos
• Por su estructura química:
– Aniónicos
– Catiónicos
– Anfóteros
– No iónicos
Para emulsiones o/w tópicas
ANIONICOS
• Carboxilatos: jabones de glicéridos con
AG. Catión monovalente o divalente,
inorgánico u orgánico.
• Sulfatos: ésteres de alcoholes grasos con
ácido sulfúrico.
• Sulfonados
a) Carboxilatos
Fórmula general: R-COO- M+
Ej: Laurato de potasio: CH3(CH2)10COO- K+
Palmitato de sodio: CH3(CH2)15COO- Na+
Oleato de potasio
Oleato de sodio
Oleato de calcio
Estearato de trietanolamina
b) Sulfatos
Fórmula 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 cetílicos y
estearílicos de los que un 10% están sulfatados.
Tergitoles (MR): alcoholes sintéticos sulfatados, buenos
humectantes y activos en bajas concentraciones.
c) Sulfonados
Fórmula 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-(2etilhexil).
• Oleato de sodio:
• Estearato de sodio:
• Laurilsulfato de sodio:
• Aerosol OT:
CATIONICOS
Sales de amonio cuaternario:
Fórmula general: (NR1R2R3R4)+ X-,
donde uno de los restos posee entre 12 y 18 átomos de
carbono y los demás son grupos metilo, etilo o aromáticos.
Ej: Bromuro de cetil trimetil amonio (cetrimida): CH3(CH2)15N+
(CH3)3.BrCloruro de bencetonio: cloruro de lauril trimetil amonio:
CH3(CH2)11N+(CH3)3.ClCloruro de benzalconio
Bromuro de domifeno o de dodecil bencil amonio.
Acción antimicrobiana. Uso externo.
Otros catiónicos:
Sales de aminas grasas primarias, secundarias o de diaminas
grasas, deriv. de piridina (ioduro de dodecil piridinio), etc.
ANFOTEROS
• El grupo aniónico puede ser un carboxilato
o fosfato y el catiónico un grupo amino o
amonio cuaternario.
• Ej. de compuestos cuyo grupo aniónico es
un carboxilo: proteínas, polipéptidos y
alquilobetaínas.
• Ej. de compuestos con grupos aniónicos
fosfato: lecitinas y cefalinas.
NO IONICOS
Baja toxicidad y capacidad irritante. Admiten vía oral y parenteral.
Menos sensibles a cambios de pH o adición de electrolitos.
Lipofílicos:
• Alcoholes grasos: láurico, cetílico y estearílico.
• 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 ácidos grasos con alcoholes grasos u otros alcoholes
como propilenglicol, polietilenglicol, sorbitán, sacarosa, colesteril.
Ej: derivados de sorbitán (Spans), con distintos números que
identifican a los distintos ácidos grasos que forman parte del
éster. Son liposolubles, dan emulsiones w/o.
– Span 40: monopalmitato de sorbitán: sólido céreo granular.
• Alcoholes esteroides libres como el colesterol.
Hidrofílicos
NO IONICOS
• Esteres de ácidos grasos con polioxietilensorbitán,
conocidos como Tweens o polisorbatos. Se emplean tanto
para uso externo como interno, hidrosolubles, dan
emulsiones o/w.
Ej: Tween 40: monopalmitato de sorbitán
polioxietilénico.
• Esteres de polioxietilenglicol: ej. monoestearato:
C17H35COO(CH2OCH2)nH
• Esteres de polioxipropileno
• Eteres de polioxietilenglicol (más resistentes a la hidrólisis
que los ésteres). RO(CH2CH2O)nH donde R es un alcohol
graso. Ej. Cetomacrogol 1000 (éter monocetilico de
polietilenglicol) que da emulsiones o/w
• Saponinas.
Fórmula general:
• Span 80 (oleato de sorbitán):
• Tween 85 (trioleato de sorbitán polioxietilénico):
Hidrocoloides
• Forman capas multimoleculares alrededor de las
gotas de fase dispersa a modo de barrera.
• Aportan cargas eléctricas superficiales que
incrementan la repulsión.
• Aumentan la viscosidad de la fase externa.
• Disminuyen algo la tensión interfasial.
• Ej: vegetales (acacia, tragacanto,
carragenanos), animales (lecitina, colesterol),
semisintéticos (metilcelulosa, CMC) y
sintéticos (Carbopol).
SOLIDOS COLOIDALES
• El trisilicato de magnesio (o/w).
• La bentonita da cualquier tipo de emulsión
dependiendo en qué 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 Emulsión
• Alumina
• Betonita
W/O
• Silicato de Mg y Al
• Oxido de Magnesio
O/W
• Trisilicato de Magnesio
• Dioxido de Titanio
W/O
• Silica
O/W
O/W
W/O
O/W, W/O
Equilibrio lipofílico-hidrofílico (HLB)
TENSIOACTIVO
Alcohol cetílico
Ácido oléico
Sorbitán, trioleato
Sorbitán, triestearato
Propilenglicol, monoestearato
Sorbitán, sesquioleato
Glicerol, monoesearato
Sorbitán, monooleato
Propilenglicol, monolaurato
Sorbitán, monoestearato
Gliceril, monoestearato
Sorbitán, monopalmitato
Sorbitán, monolaurato
MR
Span 85
Span 65
Arlacel C
Span 80
Atlas G-917
Span 60
Span 40
Span 20
HLB
1,0
1,0
1,8
2,1
3,4
3,7
3,8
4,3
4,5
4,7
5,5
6,7
8,6
TENSIOACTIVO
Polioxietileno, lauriléter
Gelatina
Methocel 15
Polioxietileno, monoestearato
PEG 400, monoestearato
Trietanolamina, oleato
Polioxietileno, alquilfenol
Tragacanto
Sorbitán polioxietileno monolaurato
Aceite de castor polioxietileno
Sorbitán polioxietileno momooleato
Sorbitán polioxietileno monopalmitato
Sorbitán polioxietileno monolaurato
Polioxietileno, lauriléter
Polioxietileno, monoestearato
Sodio, oleato
Potasio, oleato
Sodio, laurilsulfato
MR
Brij 30
Myrj 45
S-541
Tween 21
Atlas G-1794
Tween 80
Tween 40
Tween 20
Brij 35
Myrj 52
HLB
9,5
9,8
10,5
11,1
11,6
12,0
12,8
13,2
13,3
13,3
15,0
15,6
16,7
16,9
16,9
18,0
20,0
40,0
Aplicaciones:
HLB
2a3
3a6
7a9
8 a 16
13 a 15
15 a 18
Aplicación
antiespumantes
emulgentes w/o
humectantes
emulgentes o/w
detergentes
solubilizantes
Aplicaciones:
Vaselina líquida (HLB req 10,5)...... 50 g
Emulgentes (Span 80 y Tween 80)... 5 g
Agua 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
Cálculo teórico del HLB de una sustancia de HLB desconocido:
HLB= Σ (nº grupos hidrofílicos) - (nº grupos lipofílicos)+ 7
GRUPOS
Grupos hidrofílicos
-SO4Na
-COOK
-COONa
N (amina terciaria)
Ester (anillo de sorbitán)
Ester (libre)
-COOH
-OH (libre)
-O-OH (anillo sw sorbitán)
Grupos lipófilos:
-CH-; -CH2-; -CH3; =CHGrupos derivados
-(CH2-CH2-O)-(CH2-CH2-CH2-O)-
NUMERO DE GRUPO
38,7
21,1
19,1
9,4
6,8
2,4
2,1
1,9
1,3
0,5
-0,475
+0,33
-0,15
Métodos generales de preparación:
•
1) Adición de fase ext a la int (método continental o de la goma seca):
Para una emulsión o/w, la adición de agua (f. ext) al aceite (f. int) al
principio forma una emulsión w/o por la preponderancia de la fase
oleosa. Al agregar más agua se invierte a una emulsión o/w.
El método es util y eficaz con agentes hidrofílicos como acacia,
tragacanto y metilcelulosa, que primero se mezclan con el aceite y se
dispersan sin mojar. Ej. preparación de emulsión de vaselina líquida.
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 preparación del núcleo o emulsión primaria.
Si en lugar de goma arábiga se usa pectina o goma tragacanto, la
cantidad requerida es 1/10 menor y la relación de los componentes
será: 4-2-0,1.
Cuando la fase oleosa es aceite de lino o vaselina líq. la relación es: 32-1. Método rápido para preparar pequeñas cantidades de emulsión.
Puede adaptarse para escala industriales.
Métodos generales de preparación:
•
2) Adición de fase int a la ext (Método inglés o de la goma mojada):
Método más satisfactorio porque siempre hay un exceso de fase
externa que promueve el tipo de emulsión 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 acción de corte durante la preparación, no se
mezcla toda el agua con el agente emulsivo, se forma la
emulsión primaria con el aceite y después se diluye con el agua
restante.
Las proporciones son las mismas que en el método continental.
Se prepara en mortero un mucílago con 1 p de goma arábiga y 2
p de agua. Se adicionan 4 p en vol. de aceite en peq. porciones y
triturando. El núcleo, perfectamente emulsionado se diluye de a
poco con el agua restante triturando hasta completar el volumen
requerido.
Métodos generales de preparación:
• 3) Mezclar ambas fases después de calentar
cada una: Este método 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 enfrían. Por razones de
conveniencia, pero no necesariamente, la sc.
acuosa se agrega a la mezcla oleosa. El método
se usa mucho en la prep. de cremas dérmicas.
Métodos generales de preparación:
• 4) Adición alternada de las dos fases al emulgente:
Para una emulsión o/w primero se agrega una porción
del aceite a todo el agente emulgente liposoluble
mientras se remueve y luego se añade una cantidad
igual del agua que contiene a todos los agentes
emulsivos hidrosolubles mientras se remueve hasta que
se forma la emulsión. Luego se agregan porciones
adicionales del aceite y el agua hasta que se forma el
producto final. La gran concentración del agente
emulsivo en la emulsión original hace que la
emulsificación inicial sea más probable y la gran
viscosidad provee una acción de corte eficaz que
conduce a la formación de gotitas pequeñas en la
emulsión. Muchas veces este método se usa con
eficacia en jabones.
Métodos generales de preparación:
• 5) Método del frasco: Se emplea para emulsionar
aceites esenciales u otros líquidos de baja viscosidad.
Para suplir la menor viscosidad, la relación pasa a ser:
aceite 2 o 3 partes, agua 2 y goma 1. Se acostumbra
proceder de acuerdo al método continental: en un frasco
seco se colocan 2 o 3 partes de aceite volátil con 1 parte
de goma arábiga en polvo, agitando hasta que la goma
esté bien dispersada en el aceite. Luego se agrega de
una sola vez 2 partes de agua y se agita vigorosamente
hasta obtener el núcleo. Se sigue adicionando en peq.
porciones y siempre agitando después de c/agregado el
agua restante con las sust. hidrosolubles.
Pequeña escala 
Homogeneizador manual
Inestabilidad
• 1.- Cremado y sedimentación
• 2.- Floculación o agregación
• 3.- Coalescencia
• 4.- Inversión
Estabilidad
FA7
• Son sistemas de al menos dos fases en los
cuales un líquido se dispersa en otro líquido en
la forma de glóbulos o gotitas pequeñas.
Cuando el aceite es la fase dispersa y la fase
continua es la acuosa el sistema se designa
como una emulsión aceite en agua. Por el
contrario, cuando el agua o una solución acuosa
es la fase dispersa y un aceite o material oleoso
es la fase continua, el sistema se designa como
una emulsión agua en aceite.
FA7 (cont.)
• Las emulsiones se estabilizan mediante agentes
que impiden la coalescencia.
• En las emulsiones aceite/agua se agregan
polímeros hidrofílicos naturales o sintéticos 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 formación 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 partición entre
ambas fases y CIM fase acuosa para calcular
cuánto es necesario incorporar.
• Alcohol etílico 15%
• Benzoato de sodio (pH<4) 0,05-0,1%
• Parabenos (pH 4-8):
– Metilparabeno: 0,05-0,3%
– Propilparabeno o butilparabeno: 0,02-0,2%
• Cloruro de benzalkonio (amonio cuaternario):
0,002-0,1%
• Acido sórbico (pH<6) 0,1-0,2%
Antioxidantes
• Los componentes grasos de las
emulsiones pueden sufrir rancidez
afectando así las características
organolépticas de la emulsión, para evitar
este fenómeno se utilizan antioxidantes.
• Ej.: ácido ascórbico, ácido gálico,
palmitato de ascorbilo, propilgalato, BHA,
BHTl, tocoferol.
Emulsiones múltiples
• Las emulsiones múltiples se preparan
emulsificando nuevamente una emulsión
en otra fase externa, existen así
emulsiones múltiples o/w/o y w/o/w.
Emulsión w/o/w