त्वचा देखभाल उत्पादों में उपयोग किए जाने वाले सर्फेक्टेंट-मुक्त इमल्शन और इमल्शन का पॉलिमर स्थिरीकरण।

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मिक्सर बनाने के लिए इसे मांग के आधार पर अनुकूलित किया जा सकता है।चूंकि मशीन वैकल्पिक है, वैक्यूम, मिश्रण, हीटिंग, होमोजेनाइज़र इमल्शन आदि कार्यों के लिए जाता है।इसलिए मशीन उत्पाद की विशिष्ट निर्माण प्रक्रिया के आधार पर बनाई जाएगी।

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थर्मोडायनामिक्स के दूसरे नियम के अनुसार, अधिकांश त्वचा देखभाल उत्पाद प्रकृति में अस्थिर होते हैं क्योंकि ये उत्पाद दो या दो से अधिक पदार्थों का संयोजन होते हैं जो एक दूसरे के साथ मिश्रित नहीं होते हैं।शेल्फ जीवन सुनिश्चित करने के लिए, इन उत्पादों को उचित स्टेबलाइजर्स के साथ पूरक किया जाना चाहिए।आमतौर पर, आयनिक या गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट को इमल्सीफायर के रूप में जोड़ा जाता है।
ऐसा माना जाता है कि ऐसे कम आणविक भार वाले उभयचर सौंदर्य प्रसाधनों को त्वचा के साथ असंगत बनाते हैं।इसलिए, सौंदर्य प्रसाधन उद्योग सर्फेक्टेंट-मुक्त लोशन की तलाश में है जो पारंपरिक फॉर्मूलेशन की जगह ले सके।पर्याप्त रूप से स्थिर और सौंदर्य की दृष्टि से मनभावन उत्पादों का उत्पादन करने के लिए, सबसे आशाजनक विकल्पों में स्टेबलाइजर्स के रूप में पॉलिमर इमल्सीफायर या ठोस कण शामिल हैं।
पारंपरिक निर्माण विधियों का उपयोग करने के अलावा, कम आणविक भार सर्फेक्टेंट के बजाय उपयुक्त मैक्रोमोलेक्यूल्स का उपयोग करके इमल्शन को स्थिर किया जा सकता है।पॉलिमर को गाढ़ा करने और निरंतर चरण की उपज बढ़ाने के लिए इमल्शन स्थिरता में अक्सर सुधार किया जाता है।
हालाँकि, प्रदर्शन में सुधार के लिए, हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज या कार्बोमर 1342 जैसे सर्फेक्टेंट पॉलिमर को प्राथमिक इमल्सीफायर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।ये पॉलिमर संरचित इंटरफेशियल फिल्में बनाते हैं जो तेल की बूंदों के सहसंयोजन को सफलतापूर्वक रोकते हैं।इस मामले में, बाहरी चरण की चिपचिपाहट बढ़ाने का स्थिर प्रभाव नगण्य है।
ऐसी फॉर्मूलेशन अवधारणाओं को अक्सर हाइड्रोलिपिड फैलाव या जलीय फैलाव जैल के रूप में जाना जाता है, जो सनस्क्रीन उत्पादों के लिए अधिक उपयुक्त होते हैं और इसलिए उन्हें "इमल्सीफायर-मुक्त" फॉर्मूलेशन के रूप में जाना जाता है।भौतिक एवं रासायनिक दृष्टि से यह गलत है।(इंटरनेशनल यूनियन ऑफ प्योर एंड एप्लाइड केमिस्ट्री के अनुसार, एक इमल्सीफायर के गुणों को इस प्रकार परिभाषित किया गया है: एक इमल्सीफायर एक सर्फेक्टेंट है। यह विलायक माध्यम के इंटरफेशियल तनाव को कम करता है और इसलिए थोड़ी मात्रा में सोखने पर सकारात्मक प्रभाव डालता है। इमल्सीफायर एक या दोनों एकत्रीकरण और सहसंयोजन दरों को कम करके इमल्शन के निर्माण को बढ़ावा दे सकता है या उनकी कोलाइडल स्थिरता को बढ़ा सकता है।)
जो चीज़ इन फॉर्मूलेशनों को "पारंपरिक" इमल्सीफायर्स द्वारा स्थिर किए गए इमल्शन से अलग करती है, वह है जलन पैदा करने की उनकी क्षमता: पॉलिमर इमल्सीफायर्स में उच्च आणविक भार होता है और इसलिए यह स्ट्रेटम कॉर्नियम में प्रवेश नहीं कर सकता है।इसलिए, मेजर्का एक्ने जैसी प्रतिकूल बातचीत अपेक्षित नहीं है।इसीलिए इन्हें "इमल्सीफायर-मुक्त" कहा जाता है।तालिका 1 कुछ क्लासिक उदाहरण दिखाती है।
फॉर्मूला ए में पॉलिमर इमल्सीफायर के रूप में एक एक्रिलेट/सी10-30 एल्काइल एक्रिलेट क्रॉसपॉलीमर का उपयोग किया गया था। हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज और पॉलीएक्रेलिक एसिड का उपयोग सह-स्टेबलाइजर के रूप में किया गया था।ऐक्रेलिक कॉपोलीमर एक पॉलिमर इमल्सीफायर कार्बोमर 1342 है जिसे C10-30 एल्काइल एक्रिलेट के साथ संशोधित किया गया है और एलिल पेंटाएरीथ्रिटोल के साथ क्रॉस-लिंक किया गया है।
लिपोफिलिक एल्काइल एक्रिलेट अंश में हाइड्रोफिलिक ऐक्रेलिक एसिड अंश का प्रभुत्व होता है।परिणामी मैक्रोमोलेक्यूल का आणविक भार 4 x 109 है। सामग्री घुलती नहीं है, लेकिन उपयुक्त आधार के साथ बेअसर होने पर यह 1000 गुना तक फैल जाती है।
कार्बोमेर पॉलिमर इमल्सीफायर कम इलेक्ट्रोलाइट सांद्रता वाले जलीय चरण में तेल की प्रत्येक बूंद के चारों ओर एक मोटी सुरक्षात्मक जेल परत बनाते हैं, जिसमें तेल चरण में हाइड्रोफोबिक एल्काइल श्रृंखलाएं जुड़ी होती हैं।20% तक तेल को इमल्सीकृत करने के लिए केवल 0.1% से 0.3% पॉलिमर इमल्सीफायर की मानक खुराक की आवश्यकता होती है।
यदि लोशन इलेक्ट्रोलाइट युक्त त्वचा की सतह के संपर्क में आता है, तो यह अस्थिर हो जाता है क्योंकि सुरक्षात्मक जेल परत तुरंत सूज जाती है।तेल चरण को हटाने के बाद त्वचा पर तेल की एक पतली परत रह जाती है।इस प्रक्रिया से सनस्क्रीन उत्पाद बनाना आसान हो जाता है, जो अपने हाइड्रोफिलिक गुणों के बावजूद, उपयोग के दौरान पानी प्रतिरोधी होते हैं।
एक्रिलेट/C10-30 एल्काइल एक्रिलेट क्रॉस-पॉलिमर द्वारा स्थिर इमल्शन प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष तरीकों से तैयार किया जा सकता है (तालिका 2 देखें)।
अप्रत्यक्ष या प्रत्यक्ष रूप से पॉलिमर इमल्सीफायर का उपयोग करके पानी-फैलाए गए जैल की तैयारी के लिए तालिका 2 योजना
उच्च आणविक भार पॉलिमर इमल्सीफायर के यांत्रिक क्षरण को रोकने के लिए, उच्च-थ्रूपुट होमोजेनाइज़र का उपयोग सावधानी से किया जाना चाहिए क्योंकि इससे इमल्शन स्थिरता कम हो सकती है।आमतौर पर, ऐसी रचनाओं का औसत बूंद व्यास 20-50 μm होता है।लेकिन इससे शरीर की स्थिरता पर कोई नकारात्मक प्रभाव नहीं पड़ता है।
यदि सौंदर्य प्रयोजनों के लिए बारीक बिखरी हुई प्रणालियों (1-5 माइक्रोन) को चुना जाता है, तो एक एम्फीफिलिक सह-इमल्सीफायर जोड़ने की सिफारिश की जाती है, उदाहरण के लिए सोर्बिटन मोनोलिएट।हालाँकि, ऐसे फ़ार्मुलों को कभी भी "इमल्सीफायर-मुक्त" नहीं कहा जा सकता।
हालाँकि फॉर्मूलेशन बी (तालिका 1 के नीचे देखें) भी एक हाइड्रॉलिपिड फैलाव प्रकार है, यह पॉलिमर इमल्सीफायर के रूप में केवल हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज (एचपीएमसी) का उपयोग करता है।
एचपीएमसी को पॉलिमर इमल्सीफायर के रूप में उपयोग करने वाली संरचनाएं पानी-लिपिड फैलाव की तुलना में इलेक्ट्रोलाइट्स के संबंध में कम प्रतिक्रियाशील होती हैं, जो पॉलिमर इमल्सीफायर कार्बोमर 1342 का उपयोग करती हैं। इस प्रकार, तेल/पानी इमल्शन जिसमें बाहरी चरण खारा समाधान का उपयोग किया जाता है और भंडारण के दौरान स्थिर रहते हैं।
त्वचा पर लगाने पर यांत्रिक तनाव के कारण, लोशन आंशिक रूप से नष्ट हो सकता है और त्वचा पर एक पतली तैलीय फिल्म बना सकता है, जो त्वचा के जलयोजन को कम करता है।पानी के वाष्पित होने के बाद, लोशन का कुछ हिस्सा त्वचा पर रह जाता है, जिससे एक लचीली फिल्म बनती है जिसमें तेल की बूंदें एक पॉलिमर मैट्रिक्स में तय हो जाती हैं।
एचपीएमसी-स्थिर इमल्शन अल्ट्रा टरैक्स® जैसे रोटर-स्टेटर होमोजेनाइज़र का उपयोग करके तैयार किए जाते हैं।होमोजेनाइज़र 2-5 µm आकार की छोटी बूंदें पैदा करता है।अल्ट्रासोनिक या उच्च दबाव होमोजेनाइजेशन से उच्च ऊर्जा इनपुट का उपयोग 100-500 एनएम के औसत व्यास के साथ नैनोइमल्शन का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है।
एचपीएमसी द्वारा स्थिर किए गए नैनोइमल्शन को तरल लिपिड चरण से ठंडा संसाधित किया जा सकता है।क्रूड प्री-इमल्शन प्राप्त करने के लिए, तरल तेल चरण और जलीय बहुलक घोल को कमरे के तापमान पर मिलाया गया।अंतिम नैनोइमल्शन प्राप्त करने के लिए प्री-इमल्शन को 20-90 एमपीए पर कई बार उच्च दबाव वाले होमोजेनाइज़र से गुजारा जाता है।
यद्यपि बिना किसी समस्या के दबाव को इष्टतम सीमा से आगे बढ़ाना तकनीकी रूप से संभव है, लेकिन इसके परिणामस्वरूप आमतौर पर बूंदों का आकार बड़ा होता है और वांछित उच्च फैलाव प्राप्त नहीं होता है।इस घटना को ओवरप्रोसेसिंग कहा जाता है और यह पॉलिमर-स्थिर इमल्शन की एक सामान्य विशेषता है।
एचपीएमसी द्वारा स्थिर किए गए इमल्शन की एक और विशिष्ट विशेषता यह है कि उन्हें उनकी गुणवत्ता में महत्वपूर्ण गिरावट के बिना आटोक्लेव में निष्फल किया जा सकता है।ऐसा इसलिए है क्योंकि वे थर्मोरिवर्सिबल सोल-जेल संक्रमण प्रदर्शित करते हैं।60 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर, बाहरी चरण मोटा हो जाता है और बिखरी हुई तेल की बूंदों की गति को रोकता है।
बूँदें टकरा नहीं सकतीं और विलय की दर लगभग नगण्य है।इस प्रकार, यदि पुनर्संदूषण के लिए प्रतिरोधी पैकेजिंग का उपयोग किया जाता है, तो फॉर्म्युलेटर परिरक्षकों के बिना पानी में तेल इमल्शन बना सकते हैं।
जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, इमल्शन को कार्बोमर्स (पॉलीएक्रेलिक एसिड) जैसे पॉलिमर जोड़ने के चिपचिपापन अनुकूलन प्रभाव के माध्यम से भी स्थिर किया जा सकता है।इन फॉर्मूलेशन को "अर्ध" इमल्शन कहा जाता है क्योंकि पॉलिमर के स्थिरीकरण प्रभाव में इंटरफेशियल गतिविधि शामिल नहीं होती है।उपयुक्त व्यावसायिक उत्पाद, जिन्हें अक्सर "बाम" कहा जाता है, में आमतौर पर हाइड्रोजेल में थोड़ी मात्रा में लिपिड बिखरे होते हैं।
लिपिड का बारीक फैलाव शारीरिक स्थिरता और पर्याप्त शेल्फ जीवन सुनिश्चित करता है।यह उपाय और बाहरी चरण का उपज तनाव बूंदों के प्रवाह को कम करता है, जिससे तेल की बूंदों के पायसीकरण और सहसंयोजन को प्रभावी ढंग से दबाया जाता है।
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