S
ZERVES ALAPANYAGOK ISMERETE, DISZPERZ RENDSZEREK KÉSZÍTÉSE TANULÁSIRÁNYÍTÓ Ismételje át a szerves kozmetikai anyagokat: 1. Szerves alapanyagok ismerete szénhidrogének alkoholok (egyértékű és többértékű alkoholok) karbonsavak egyéb oxigéntartalmú vegyületek (beleértve az aldehideket, ketonokat) nitrogéntartalmú szerves vegyületek (beleértve az aminokat) észterek dezodoránsok illatanyagok színezékek SZAKMAI INFORMÁCIÓTARTALOM 2. Diszperz rendszerek készítése Az anyagi rendszereket osztályoztathatjuk általánosan, részecskék méretének és eloszlásának figyelembevétele alapján, illetve a halmazállapot szerint is. 1.1. Csoportosításuk 1. táblázat anyagi rendszerek osztályozása, az őket felépítő részecskék nagysága szerint: Anyagok Homogén rendszer Heterogén rendszer Elemek Vegyületek Elegyek Kolloid rendszer Durva diszperz rendszer Egy komponensből állnak Több komponensből állnak 1nm. kisebb 1-500nm. között 500nm. felett Diszperz rendszerek állnak diszperziós közegből (homogén közegből) és benne eloszlatott diszpergált fázisból. Vagyis, ha egy anyagot apró részekre diszpergálunk (aprítunk) és eloszlatjuk egy másik anyagban (diszperziós közeg) akkor diszperz rendszert kapunk. 2. táblázat Kolloid rendszerek csoportosítása Diszperziós közeg Diszpergált anyag Diszperz rendszer Gáz Folyékony Köd Gáz Szilárd Füst Folyékony Gáz Hab Folyékony Folyékony Emulzió Folyékony Szilárd Szuszpenziós kolloid
1.2.A diszperz rendszerek jellemzője: a) felületi feszültség a) felületi feszültség, b) adszorpció, c) nedvesedés, d) adhézió e) részecskeméret; A diszperz rendszer elnevezés, egy állapotot jelöl, amiben a részecskék mérettartománya alsó határa 1nm nagyobb. Az 1nm feletti tartományban meg tudjuk különböztetni a részecskék elhelyezkedése alapján külső részecskéket és belső részecskéket. 1. ábra A felületi feszültség fázisok határfelületen fellépő jelenség. 1 A felületi feszültség fázisok határfelületén fellépő jelenség. Az ábrán látható, hogy a folyadék belsejében levő molekulák nem érintkeznek a szomszédos fázissal. a képen a szomszédos fázis levegő, de lehet oldószer, olaj vagy más anyag is. A belső részecskéknél a szomszédos molekuláktól származó kohéziós erők kiegyenlítik egymást, de a fázis tetején levő külső részecskéknél a vonzerők kisebbek, és nem kiegyenlítettek. Ezek a részecskék a folyadék belseje felé igyekeznek, vagyis a kohéziós erők a folyadék belseje felé mozdítják el a molekulákat. Ennek következménye, hogy a határfelület létrehozása vagy megszüntetése, nagy munkával jár. A felületi feszültség, pedig nem más mint a határfelület egységnyi szakaszára ható merőleges erő illetve folyadékoknál ( olaj-víz) a felületi feszültség az a munka amely egységnyi új felület létrehozásához szükséges. A kozmetikában használatos termékeknél a cél, hogy két fázis között a határfelületi feszültség minél kisebb legyen, mert akkor lesz homogén az emulziónk. Példa: Palacsintakészítésnél, keverjük össze a szódavizet és az olajat. A két fázis szemmel látható. A cél, hogy homogén tésztát kapjunk, ha beleteszünk egy tojást és újból összekeverjük a tészta alapot, akkor szép egységes folyadékot kapunk. A tojássárgája természetes emulgeátor, és segít a két fázis (olaj és víz) közötti felületi feszültség csökkentésére. b) adszorpció, 1 Forrás: http://cheminst.emk.nyme.hu/ragaszto/feluleti.pdf 2011.06.14.
Gáz, gőz v. folyadék megkötődése valamely felületen. A megkötődés lehet fizikai jellegű v. kémiai jellegű (felületi vegyülés). Az adszorpciónak igen nagy a jelentősége gázok, gőzök, folyadékok (pl. ivóvíz) tisztításában, kivátasztásában és általában a vegyiparban. Mivel az adszorpció felületi jelenség, ezért a gázok, gőzök, folyadékok számára a nagy aktív felületű (pl. porózus) anyagok a jó adszorbensek. 2 c) adhézió, d) nedvesedés Felületek között megnyilvánuló tapadó képesség, amely felülettel rendelkező, tehát kolloid méretű, vagy annál nagyobb részecskék, szemcsék esetében játszik szerepet. Használják az adhéziót a nedvesítés, folyadéktapadás kifejezésére is (adhéziós víz). Az adhézió az egyik tényezője a diszperzitásfok csökkenésével, (a részecskeméret növekedésével) járó folyamatoknak 3 e) részecskeméret; 1-500nm közötti részecskék építik fel a diszperz rendszereket. 1.3.Emulgeátorok (tenzidek) A kozmetikai emulziók zsíros és olajos fázisból állnak. Azonban ez a két folyadék egymással nem elegyedik. A két anyag akkor fog egymással stabil emulziót alkotni, ha a közöttük levő határfelületi feszültséget csökkentjük. Azokat az anyagokat, amelyek csökkentik a határfelületi feszültséget: emulgeátoroknak, tenzideknek, felületaktív anyagoknak nevezük. A kozmetikában használatos emulziók, tehát alapvetően 3 részből állnak: o vizes fázisból o olajos fázisból o emulgeátorból 1.4.Emulziók fajtái Az emulziókat felépítő két fázis segítségével több féle emulzió állítható elő: - diszperziós közeg az olaj és a diszpergált fázis a víz- V/O - diszperziós közeg a víz és a diszpergált fázis az olaj -O/V - diszperziós közeg az olaj és ebbe diszpergálják az O/V típusú emulziót-v/o/v - diszperziós közeg a víz és a diszpergálják a V/O típusú emulziót- O/V/O 2 forrás: http://www.kislexikon.hu/adszorpcio_a_a.html 2011.06.11 3 Forrás: Lapoda Multimédia
1.5.Emuziók, tenzidek csoportosítása Vízben oldódó felületaktív anyagok Anion aktív anyagok Kation aktív anyagok Amfoter anyagok Anion aktív anyagok vízben Kation aktív anyagok vízben oldódva Savakban és lúgokban oldódva felületaktív anionná és felületaktív kationná és kisebb egyaránt oldódnak, savban fém kationná disszociál. részben anionná disszociál. kationaktív és lúgban anionaktív tulajdonságúak. - Szappanok - Alkil-szulfát: Na-lauril-szulfát Lanette viaszok - Alkil-foszfátok: Amphisol - Alkil-szulfonátok - Glicerin- szulfátok - Alkil-aminok sói - Kvarterner ammónium sók: Cetrimid Cetavlon - Alkil-piridin vegyületek - Lamepon - Miranol - Zalabetain - Tween - Vízben nem oldódó természetes emulgeátorok: Nemionos felületaktív anyagok Vizes oldatban nem disszociáló anyagok - Szaponin - Glicerin-monosztearát - Poliglikol származékok ( PEG) - Span Koleszterin: marhavelőből állítják elő, sárgás jellemző illatú vegyület. Növeli a bőr vízfelvevő képességét. Lecitin: Növényi és állati foszfolipid. Az O/V típusú emulziók emulgeátora. Segít az emulziókban a vizet megkötni. Gyapjúviasz alkohol: Jellegzetes szagú, tipikus V/O típusú emulgeátor Hostaphatok ( műlecitin)
ÖNELLENŐRZŐ FELADATOK 1. feladat Mi a diszperz rendszerek jellemzője? 2. feladat Írja le az emulgeátorok fogalmát! 3. feladat Sorolja fel az emulziók fajtáit! 4. feladat Csoportosítsa a tenzideket! 5. feladat Sorolja fel a vízben nem oldódó természetes emulgeátorokat!
MEGOLDÁSOK 1. feladat Mi a diszperz rendszerek jellemzője? a) felületi feszültség, b) adszorpció, c) nedvesedés, d) adhézió e) részecskeméret; 2. feladat Írja le az emulgeátorok fogalmát! Azokat az anyagokat, amelyek csökkentik a határfelületi feszültséget: emulgeátoroknak, tenzideknek, felületaktív anyagoknak nevezzük 3. feladat Sorolja fel az emulziók fajtáit! Az emulziókat felépítő két fázis segítségével több féle emulzió állítható elő: diszperziós közeg az olaj és a diszpergált fázis a víz- V/O diszperziós közeg a víz és a diszpergált fázis az olaj -O/V diszperziós közeg az olaj és ebbe diszpergálják az O/V típusú emulziót-v/o/v diszperziós közeg a víz és a diszpergálják a V/O típusú emulziót- O/V/O 4. feladat Csoportosítsa a tenzideket! a. Vízben oldódó: anionaktív anyagok kationaktív anyagok amfoter anyagok a. Nem ionos felületaktív anyagok 5. feladat Sorolja fel a vízben nem oldódó természetes emulgeátorokat! Koleszterin Lecitin Hostaphatok Gyapjúviasz- alkohol