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EMULSIONES EMULSIONES Dr. Ricardo C. Pasquali Cátedra de Farmacotecnia I Facultad de Farmacia y Bioquímica Universidad de Buenos Aires [email protected]

Emulsion Es

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Page 1: Emulsion Es

EMULSIONESEMULSIONES

Dr. Ricardo C. Pasquali

Cátedra de Farmacotecnia IFacultad de Farmacia y Bioquímica

Universidad de Buenos [email protected]

Page 2: Emulsion Es

Las emulsiones 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.

Farmacopea Argentina VII

Page 3: Emulsion Es

Las emulsiones son sistemas termodinámicamente inestables.

La inestabilidad se debe al aumento del área (∆A) durante la emulsificación, que produce un incremento de la entalpía libre de Gibbs (∆G).

AG ∆γ∆ ×=

γ es la tensión interfacial.

Page 4: Emulsion Es

Las microemulsiones no son un tipo de emulsiones. A diferencia de estas últimas, son sistemas termodinámicamente estables.

Page 5: Emulsion Es

PRINCIPALES COMPONENTES DE LAS EMULSIONES

�Medio dispersante (fase continua).

�Glóbulos dispersos (fase discontinua).

�Emulsionante.

Page 6: Emulsion Es

Fase dispersante (continua)

Fase dispersa (discontinua)

Page 7: Emulsion Es

EMULSIONANTES

�Partículas sólidas finamente divididas insolubles en la fase dispersa y el medio dispersante, pero con una cierta afinidad por éstas.

�Sustancias anfifílicas con una cierta afinidad con la fase dispersa y el medio dispersante y que son solubles en, por lo menos, una de las fases (tensioactivos).

Page 8: Emulsion Es

PARTÍCULAS SÓLIDAS FINAMENTE DIVIDIDAS

Page 9: Emulsion Es

TENSIOACTIVOS

Son sustancias anfifílicas que disminuyen la tensión superficial de los líquidos en los que son solubles.

Page 10: Emulsion Es

“SURFACTANTE”

Mala traducción de la palabra inglesa surfactant,

que es una contracción de la expresión surfaceactive agent (agente de actividad superficial).

El vocablo surfactant fue acuñado por la empresa GAF Corporation, de los Estados Unidos, como una marca registrada y, poco después (en 1950), la palabra fue de dominio público.

Page 11: Emulsion Es

TENSIOACTIVOS

�Aniónicos.

�Catiónicos.

�Anfotéricos.

�No iónicos.

Page 12: Emulsion Es

TENSIOACTIVOS ANIÓNICOS

Lauril sulfato de sodio (Sodium Lauryl Sulfate).

Cetil fosfato de potasio (Potassium Cetyl Phosphate).

Page 13: Emulsion Es

TENSIOACTIVOS ANIÓNICOS

Estearato de magnesio (Magnesium Stearate).

Estearato de trietanolamonio (TEA-Stearate).

Estearato de sodio (Sodium Stearate).

Page 14: Emulsion Es

TENSIOACTIVOS ANIÓNICOS

Di(2-etilhexil)sulfosuccinato de sodio (Nombre comercial: Aerosol OT)

(Diethylhexyl Sodium Sulfosuccinate)

Page 15: Emulsion Es

TENSIOACTIVOS CATIÓNICOS

Cloruro de cetil-trimetilamonio (Cetrimonium Chloride).

Bromuro de cetil-trimetilamonio o cetrimida (Cetrimonium Bromide).

Page 16: Emulsion Es

TENSIOACTIVOS ANFOTÉRICOS

Lauril amido propil betaína (Lauramidopropyl Betaine).

Lecitina (Lecithin).Fosfatidilcolina (Phosphatidylcholine).

Page 17: Emulsion Es

ZWITTERION

La palabra zwitterion deriva del alemán zwitter, que significa híbrido. Por lo tanto, zwitterion quiere decir ion híbrido.

Page 18: Emulsion Es

TENSIOACTIVOS NO IÓNICOS

� Alcoholes de cadena larga y esteroles.

� Alcoholes de cadena larga, esteroles y otros ingredientes hidroxilados polioxietilenados.

� Ácidos grasos.� Poloxámeros.

� Ésteres de dioles y polioles.� Ésteres de polietilenglicoles.

� Ésteres del sorbitán.� Ésteres de sorbitán polioxietilenados.� Derivados de mono y polisacáridos.

Page 19: Emulsion Es

ALCOHOLES DE CADENA LARGA Y ESTEROLES

Alcohol cetílico (Cetyl Alcohol).

Colesterol (Cholesterol).

Page 20: Emulsion Es

ALCOHOLES DE CADENA LARGA POLIOXIETILENADOS(POLIOXIETILEN ALQUIL ÉTERES O ALCOHOLES

ETOXILADOS)

Page 21: Emulsion Es

Laneth-nAlcoholes de lanolina

Choleth-nColesterol

Isosteareth-nIsoestearílico

Steareth-nEstearílico

Ceteth-nCetílico

Laureth-nLaurílico

Nombre INCI del tensioactivo

Alcohol o esterol

Page 22: Emulsion Es

Nombre INCI: Laureth-10.

Otros nombres:

PEG-10 lauril éter. Polioxietileno (10) lauril éter.Alcohol laurílico POE(10).

Page 23: Emulsion Es

OTROS INGREDIENTES CON GRUPOS HIDROXILOS POLIOXIETILENADOS

Aceite castor hidrogenado polioxietilenado (40) (PEG-40 Hydrogenated Castor Oil).

Page 24: Emulsion Es

ÁCIDOS GRASOS

Ácido oleico (Oleic Acid)

Page 25: Emulsion Es

POLOXÁMEROS

Hidrofílico Lipofílico Hidrofílico

Lipofílico Hidrofílico Lipofílico

Poloxámero

Poloxámero invertido (R)

Page 26: Emulsion Es

( ) 4040

! !n

n n nn e eP

n n

×− −

= =

DISTRIBUCIÓN DE LA CANTIDAD DE UNIDADES DE ÓXIDOS DE ETILENO Y DE PROPILENO POR BLOQUE

PLURONIC P85 (OE26OP40OE26)

Distribución de Poisson

Page 27: Emulsion Es

ÉSTERES DE DIOLES

Monoestearato de etilenglicol (Glycol Stearate).

Monoestearato de propilenglicol (Propylene Glycol Stearate).

Page 28: Emulsion Es

ÉSTERES DE GLICERILO

Monoestearato de glicerilo (Glyceryl Stearate).

Monooleato de glicerilo (Glyceryl Oleate).

Page 29: Emulsion Es

ÉSTERES DE POLIGLICERILO

Ejemplo:

Diestearato de poliglicerilo-2 (Polyglyceryl-2 Distearate).

Page 30: Emulsion Es

ÉSTERES DE SORBITÁN

Monoéster Diéster Triéster

Page 31: Emulsion Es

ÉSTERES DE SORBITÁN POLIOXIETILENADOS

Monoéster Triéster

Page 32: Emulsion Es

DERIVADOS DE MONO Y POLISACÁRIDOS

Alquil poliglucósido

Page 33: Emulsion Es

Gemelo

Bola

Page 34: Emulsion Es

CERAS AUTOEMULSIONABLES

�Cera aniónica:

Alcohol cetoestearílico 90 %Laurilsulfato de sodio 10 %

�Cera no iónica (BP):

Alcohol cetoestearílico 80 % Ceteareth-20 20 %

�Cera catiónica:

Alcohol cetoestearílico 75 %Cloruro de cetiltrimetilamonio 25 %

Page 35: Emulsion Es

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS TENSIOACTIVOS

�Composición de las cadenas hidrocarbonadas.

�Cantidad de unidades monoméricas que forman parte de las moléculas de ciertos tensioactivos.

�Presencia de isómeros.

�Grado de esterificación.

Page 36: Emulsion Es

COMPOSICIÓN DE LAS CADENAS HIDROCARBONADAS

Composición de diferentes tipos de ”ácido esteárico” (tomado de http://www.materiaoleochemicals.com/producto1.html).

Page 37: Emulsion Es

CANTIDAD DE UNIDADES MONOMÉRICAS EN LA MOLÉCULA

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Unidades de óxido de etileno

Fra

cció

n m

ola

r

Ceteth-10

10=n

Page 38: Emulsion Es

PRESENCIA DE ISÓMEROS

Isómeros de los monocarboxilatos de glicerilo.

Page 39: Emulsion Es

GRADO DE ESTERIFICACIÓN

Monoestearato de etilenglicol.

Diestearato de etilenglicol.

Page 40: Emulsion Es

Libros de texto de Química Orgánica y de Bioquímica

LÍMITE ENTRE LAS ZONAS POLAR Y NO POLAR

Según Charles Tanford, 1972

Page 41: Emulsion Es

EL SISTEMA DEL BALANCE HIDROFÍLICO-LIPOFÍLICO (HLB) DE CLASIFICACIÓN DE LOS TENSIOACTIVOS

El sistema del balance hidrofílico-lipofílico de clasificación de los tensioactivos (HLB) fue ideado por el químico estadounidense William Colvin Griffin, de la empresa Atlas Powder Company (Foto gentileza W. C. Griffin).

Page 42: Emulsion Es

William C. Griffin (derecha) y Paul Becher (izquierda) durante la entrega de un premio (1965). Tomado de Journal of

Cosmetic Science, 16 (8): 485 (1965).

Page 43: Emulsion Es

En una emulsión, el valor del HLB del emulsionante intenta estimar la atracción

simultánea que experimentan sus moléculas por las fases acuosa y oleosa.

Page 44: Emulsion Es

HLB bajo(lipofílico)

HLB alto

(hidrofílico)

Page 45: Emulsion Es

En 1949, Griffin presentóformalmente el concepto de HLB, primero en una reunión realizada en Chicago y después en un artículo publicado en el primer volumen del Journal of the Society

of Cosmetic Chemists.

Griffin, W.C., 1949. Journal of the Society of

Cosmetic Chemists, 1: 311-326.

Page 46: Emulsion Es

El hecho de que la afinidad por el agua de los tensioactivos no iónicos aumente con el contenido de unidades óxido de etileno fue lo que dio origen al concepto del HLB, que para muchos tensioactivos no iónicos (alcoholes polioxietilenados y ésteres de polietilenglicoles) es igual al porcentaje en masa de unidades de óxido de etileno (E) dividido 5.

Alcohol polioxietilenado Éster de polietilenglicol

20)(

522 ×

⋅==

votensioactiMr

OCHCHMrnEHLB

100)( 22 ×

⋅=

votensioactiMr

OCHCHMrnE

Page 47: Emulsion Es

HLB del Laureth-4

Mr= 362,54

Mr(óxido de etileno)= 44,05

%60,4854,362

100405,44=

××=E

7,9560,48

5===

EHLB

Page 48: Emulsion Es

Lauril sulfato de sodio (HLB = 40)Dispersión transparente. >13

Monoestearato de PEG 400 (HLB

= 11,6)Dispersión translúcida a transparente. 10-13

Span 20 (HLB = 8,6)Dispersión lechosa estable. 8-10

Span 40 (HLB = 6,7)Dispersión lechosa después de una

agitación vigorosa. 6-8

Span 80 (HLB = 4,3)Poco dispersable. 3-6

Colesterol (HLB = 2,7)No se dispersa en agua. 1-4

EjemploAspecto de la dispersión acuosa

HLB

ESTIMACIÓN DEL HLB DE UN TENSIOACTIVO

Page 49: Emulsion Es

CÁLCULO DEL VALOR DEL HLB DE MEZCLAS DE TENSIOACTIVOS

BAA fHLBfHLBHLB ×+×≅

Por ejemplo, el HLB de una mezcla de 30 % m/m de Tween 80 (HLB = 15,0) y 70 % m/m de Span 80 (HLB = 4,3) es aproximadamente igual a:

3,470,00,1530,0 ×+×≅HLB

5,50,35,4 ≅+≅HLB

Page 50: Emulsion Es

HLB REQUERIDO DE UN COMPONENTE DE LA FASE OLEOSA DE UNA EMULSIÓN

El HLB requerido de un componente de la fase oleosade una emulsión es el valor del HLB de una mezcla de emulsionantes que da la mejor emulsificación paraemulsiones del tipo aceite en agua o agua en aceite. Cada aceite tiene un valor del HLB requerido paraformar emulsiones de aceite en agua y otro valor paraformar emulsiones del tipo agua en aceite.

Page 51: Emulsion Es

Así, por ejemplo, el HLB requerido para formar emulsiones de vaselina líquida en agua estácomprendido entre 10 y 11, mientras que el requerido para formar emulsiones de agua en vaselina líquida es 6.

Page 52: Emulsion Es

Determinación experimental del HLB requerido (Foto Ricardo C. Pasquali).

Page 53: Emulsion Es

w/o o/w

Page 54: Emulsion Es

Determinación experimental del HLB requerido para emulsionar vaselina líquida en agua.

Page 55: Emulsion Es

HLB REQUERIDO DE LOS COMPONENTES DE LA FASE OLEOSA DE UNA EMULSIÓN

BBrequeridoAArequeridomezclarequerido fHLBfHLBHLB ×+×≅

Page 56: Emulsion Es

FRACCIONAMIENTO DE LOS EMULSIONANTES EN UNA EMULSIÓN

Fase acuosa Interfase Fase oleosaHLB alto HLB intermedio HLB bajo

Page 57: Emulsion Es

CÁLCULO DEL HLB REQUERIDO, SEGÚN GRIFFIN, PARA LA FASE OLEOSA DE UNA EMULSIÓN O/W

% EN LA EMULSIÓNCOMPONENTE

4,5

5,0

76,0

Emulsionante

Glicerina

Agua

3,0Alcohol cetílico

1,5Lanolina anhidra

10,0Vaselina líquida

Page 58: Emulsion Es

HLB REQUERIDOCOMPONENTE

13Alcohol cetílico

12Lanolina anhidra

10,5Vaselina líquida

Page 59: Emulsion Es

% EN LA FASE OLEOSA

% EN LA EMULSIÓNCOMPONENTE

4,5

5,0

76,0

Emulsionante

Glicerina

Agua

20,693,0Alcohol cetílico

10,341,5Lanolina anhidra

68,9710,0Vaselina líquida

2,11100

1369,201234,105,1097,68=

×+×+×=reqHLB

Page 60: Emulsion Es

COMPOSICIÓN DE LA MEZCLA EMULSIONANTE

Tween 60 HLB = 14,9Span 60 HLB = 4,7

( )100

1007,49,142,11

TT −×+×=

T = 64 %

S= 100 - T = 36 %

T = % deTween 60S = 100 – T = % de Span 60

Page 61: Emulsion Es

COMPOSICIÓN FINAL DE LA EMULSIÓN

% EN LA EMULSIÓNCOMPONENTE

4,5 x 0,36 = 1,6

4,5 x 0,64 = 2,9

5,0

76,0

Span 60

Tween 60

Glicerina

Agua

3,0Alcohol cetílico

1,5Lanolina anhidra

10,0Vaselina líquida

Page 62: Emulsion Es

�Aceite en agua.

�Agua en aceite.

�No acuosas.

�Múltiples.

TIPOS DE EMULSIONES

Page 63: Emulsion Es

EMULSIÓN DEL TIPO ACEITE EN AGUA

Page 64: Emulsion Es

EMULSIÓN DEL TIPO AGUA EN ACEITE

Page 65: Emulsion Es

DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DEL TIPO DE EMULSIÓN

�Conductividad eléctrica: Las emulsiones o/w son mejores conductoras que las w/o.

�Dilución: Una emulsión es soluble en su fase externa.

�Método de los colorantes: Se utilizan colorantes hidrosolubles y liposolubles. La uniformidad del color adquirido por la emulsión indica si es o/w ó w/o.

�Método de la gota: Sobre sendas porciones de emulsión se agrega una gota de vaselina líquida y una de agua. Se observa la velocidad con que se extiendeen la superficie de la emulsión.

�Aplicación sobre la piel: Las emulsiones o/w en general penetran más rápidamente en la piel.

�Papel de filtro con CoCl2: En contacto con emulsiones o/w vira rápidamente al rosado.

�Observación microscópica: Se disuelve un colorante en una de las fases durante la preparación de la emulsión y se observa al microscopio.

Page 66: Emulsion Es

EMULSIÓN NO ACUOSA

Page 67: Emulsion Es

ag

EMULSIÓN MÚLTIPLE AGUA EN ACEITE EN (W/O/W)

Agua

Agua

Aceite

Page 68: Emulsion Es

ag

Aceite

Agua

Aceite

EMULSIÓN MÚLTIPLE ACEITE EN AGUA EN ACEITE (O/W/O)

Page 69: Emulsion Es

REGLA DE BANCROFT

La fase continua de una emulsión es aquella fase en la cual el emulsionante es más soluble.

Fue enunciada por el químico estadounidense Wilder Dwight Bancroft en 1915 (Foto tomada de J. Chem. Soc., 1954, 2506- 2514).

Page 70: Emulsion Es

REGLA DE BANCROFT

�Oleato de sodio (soluble en agua y poco soluble en aceites):

Emulsiones o/w.

�Oleato de calcio (soluble en aceites y poco soluble en agua):

Emulsiones w/o.

Page 71: Emulsion Es

TEORÍA DE LA CUÑA ORIENTADA

Emulsión o/w estabilizada por un jabón monovalente

Emulsión w/o estabilizada por un jabón divalente

Harkins, W. D., Davies, E. C. H.,Clark, G. L., 1917. J. Am. Chem. Soc., 39: 587.

Page 72: Emulsion Es

TIPOS DE EMULSIONES SEGÚN EL TAMAÑO DE LOS GLÓBULOS

Nanoemulsiones (miniemulsiones): Glóbulos de decenas de nanómetros hasta unos 200 nm.

Macroemulsiones: Glóbulos visibles al microscopio óptico.

.

Page 73: Emulsion Es

Las nanoemulsiones son emulsiones cuyas gotitas son invisibles al microscopio óptimo.

El tamaño de los glóbulos es menor que unos centenares de nanómetros. Generalmente estácomprendido entre 20 y 200 nanómetros.

Presentan un aspecto transparente o translúcido con reflejos azulados, violáceos o grisáceos y, al igual que las emulsiones ordinarias, son termodinámicamente inestables.

NANOEMULSIONES

Page 74: Emulsion Es

VENTAJAS DE LAS NANOEMULSIONES

�Son fácilmente absorbibles por la piel.

�Pueden ser esterilizadas por filtración.

�El pequeño tamaño de los glóbulos hace que sus pesos sean pequeños y que presenten un importante movimiento browniano, lo que impiden los fenómenos de cremado y sedimentación.

�A diferencia de las microemulsiones, que requieren de una alta concentración de emulsionantes (generalmente entre 10 y 30 %), las nanoemulsiones pueden ser preparadas con concentraciones moderadas de emulsionantes (3-10 %).

Page 75: Emulsion Es

INESTABILIDAD DE LAS NANOEMULSIONES

�Debido al movimiento browniano de sus pequeños glóbulos, las nanoemulsiones no presentan los fenómenos de cremado y sedimentación.

�La inestabilidad de las nanoemulsiones se debe a los fenómenos de coalescencia y maduración de Ostwald.

Page 76: Emulsion Es

COALESCENCIA

La coalescencia consiste en la fusión de los glóbulos, lo que da lugar a la formación de glóbulos más grandes.

Es un proceso irreversible y conduce a la separación de las fases de la emulsión.

Para emulsiones concentradas, la coalescencia sigue la ecuación de Deminière:

donde r0 y r, son, respectivamente, el radio inicial de los glóbulos y en el tiempo t y ω es la frecuencia de ruptura de la película interfacial por unidad de área

Por lo tanto, la inversa del tamaño al cuadrado del radio de los glóbulos es una función lineal del tiempo.

trr

ωπ

3811

20

2 −=

Page 77: Emulsion Es

MADURACIÓN DE OSTWALD

La maduración de Ostwald consiste en el crecimiento de los glóbulos más grandes de la emulsión a expensas de los más pequeños. La causa de este fenómeno es la diferencia de las presiones internas (presión de Laplace) entre los glóbulos de diferente tamaño.

donde γ es la tensión interfacial y r es el radio de los glóbulos de la emulsión. Los glóbulos pequeños tienen una presión interna mayor que las grandes.

rP

γ2=∆

Page 78: Emulsion Es

Si la fase dispersa es algo soluble en la fase continua, las moléculas de esta fase difundirán desde las gotas pequeñas a las grandes.

La velocidad de maduración de Ostwald es directamente proporcional a la tensión interfacial y a la solubilidad de la fase dispersa en la continua.

Page 79: Emulsion Es

INESTABILIDAD DE LAS MACROEMULSIONES

ReversibleCremado: La fase dispersa se concentra en la parte superior (emulsiones o/w).Sedimentación: La fase dispersa se concentra en la parte inferior (emulsiones w/o).Floculación: Se forman agregados de glóbulos que no se fusionan entre sí.

IrreversibleCoalescencia: Los glóbulos se fusionan entre sí.Inversión de fases: La fase continua pasa a discontinua y viceversa.

Page 80: Emulsion Es

CREMADO

Foto Ricardo C. Pasquali.

Page 81: Emulsion Es

CREMADO Y SEDIMENTACIÓN

( )η

δδ

9

2 continua faseglóbulos2 −⋅

=rg

v

Si δglóbulos > δfase continua

V>0 (sedimentación)

Si δglóbulos < δfase continua

V<0 (cremado)

La velocidad de cremado o de sedimentación disminuye aumentando la viscosidad de la fase continua y reduciendo el tamaño de los glóbulos.

Page 82: Emulsion Es

FLOCULACIÓN

La velocidad de floculación disminuye al reducir la concentración de la fase dispersa y, en menor proporción, al disminuir la temperatura, ya que la energía cinética de los glóbulos se incrementa al aumentar la temperatura.

La floculación es menor cuando se emplean emulsionantes iónicos debido a la repulsión eléctrica.

Page 83: Emulsion Es

COALESCENCIA

La velocidad de coalescencia depende de:

�La velocidad de floculación previa a la fusión de los glóbulos (por lo tanto, de la concentración de la fase dispersa).

�Las propiedades de la interfase (cargas eléctricas, características líquido-cristalinas).

�HLB del emulsionante, composición química y concentración.

Page 84: Emulsion Es

INVERSIÓN DE FASES

La inversión de fases en una emulsión depende de:

�Proporción en volumen de la fase dispersa.

�Agregado de ácidos o bases.

�Agregado de cationes.

�Temperatura.

�HLB del emulsionante.

Page 85: Emulsion Es

INVERSIÓN DE FASESINFLUENCIA DE LA PROPORCIÓN EN VOLUMEN DE LA

FASE DISPERSA

En algunas emulsiones se produce inversión cuando la fase dispersa supera cierta concentración.

En una emulsión hipotética, formada por gotas del mismo tamaño e indeformables, la inversión de fases se produciría cuando la concentración de la fase dispersa es superior al 74,048 %, que corresponde al volumen ocupado por esferas rígidas en un acomodamiento compacto.

Page 86: Emulsion Es

INVERSIÓN DE FASESINFLUENCIA DEL AGREGADO DE ÁCIDOS O BASES

Una emulsión del tipo o/w, estabilizada con estearato de trietanolamonio (HLB= 20) y un emulsionante de bajo HLB, puede invertirse por agregado de un ácido debido a que se consume parte del emulsionante de alto HLB y se produce otro (ácido esteárico) de bajo HLB.

C17H35COO(CH2OHCH2)3NH + HCl C17H35COOH + (CH2OHCH2)3NHCl

estearato de trietanolamonio ácido esteárico cloruro de trietanolamonio

Page 87: Emulsion Es

INVERSIÓN DE FASESINFLUENCIA DEL AGREGADO DE CATIONES

Una emulsión del tipo o/w, estabilizada con un jabón de un metal monovalente, puede invertirse en presencia de un catión polivalente.

2 C17H35COOK + Ca2+ (C17H35COO)2Ca + 2K+

Ca2+

Ca2+ Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+Ca2+

agua

K+

K+

K+

K+

K+

K+K+K+K+

K+

K+

K+

K+

K+K+ K+

K+

K+

aceite

Page 88: Emulsion Es

INVERSIÓN DE FASESINFLUENCIA DE LA TEMPERATURA

En los emulsionantes polioxietilenados, el valor del HLB disminuye al aumentar la temperatura debido a la rotura de uniones puente hidrógeno. Por lo tanto, elevando la temperatura se puede producir la inversión de una emulsión o/w a w/o.

C16H33-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OHH

H O

H

H O

H

H O

H

HO H

HO

Page 89: Emulsion Es

INVERSIÓN DE FASESINFLUENCIA DEL HLB DEL EMULSIONANTE

Se puede producir inversión de fases en:

�Emulsiones del tipo o/w estabilizadas con un emulsionante de HLB menor que el requerido.

�Emulsiones del tipo w/o estabilizadas con un emulsionante de HLB mayor que el requerido.

Page 90: Emulsion Es

ENSAYOS DE ESTABILIDAD DE EMULSIONES

�Almacenamiento a 40 ºC: Acelera los procesos de cremado o sedimentación (disminuye la viscosidad), de floculación y coalescencia (aumenta la agitación térmica) y disminuye el HLB de emulsionantes polioxietilenados.

�Ciclos frío-calor (40 ºC - 4 ºC): Simula cambios extremos de temperaturas.

�Centrifugación: Aumenta las velocidades de cremado, sedimentación, floculación y coalescencia.

Page 91: Emulsion Es

ENSAYOS DE ESTABILIDAD DE EMULSIONES

Se evalúa:

�Cremado y sedimentación.

�Floculación.

�Coalescencia.

�Inversión de fases.

�Forma de los glóbulos.

�Distribución del tamaño de los glóbulos.

�pH.

Page 92: Emulsion Es

ENSAYOS DE ESTABILIDAD DE EMULSIONES

f (rpm)

r

( )r

vsma

2

2 )/( =

602(m/s)

frv π=

36004

)/( 22

2 frsma

××=

π

Si m 15,0=r

2m/s 10.280 =a

ga 1.048 =

rpm 500.2=f

Page 93: Emulsion Es

FORMA DE LOS GLÓBULOS

Emulsión inestable (Microfotografía Ricardo C. Pasquali).

Page 94: Emulsion Es

DISTRIBUCIÓN DEL TAMAÑO DE LOS GLÓBULOS

Métodos instrumentales.

Medición directa por observación con microscopio.

A partir de microfotografías.

Page 95: Emulsion Es

FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LA VISCOSIDAD DE LAS EMULSIONES

�Viscosidad de la fase continua.

�Fracción en volumen de la fase dispersa.

�Distribución del tamaño de los glóbulos.

�Viscosidad de la fase dispersa.

�Naturaleza de la interfase.

�Localización inicial de los emulsionantes.

�Formación de gotas secundarias.

Page 96: Emulsion Es

ECUACIÓN DE EINSTEIN

Es válida para emulsiones diluidas. Tiene en cuenta a las interacciones de las gotas con la fase externa y no a las de las gotas entre sí.

( )φηη 5,210 +=

η = viscosidad de la emulsión.η0 = viscosidad de la fase externa.Φ = fracción en volumen de la fase interna.

Page 97: Emulsion Es

ECUACIÓN POLINÓMICA

( )...1 320 ++++= φφφηη cba

Page 98: Emulsion Es

TAMAÑO DE LOS GLÓBULOS

A medida que disminuye el tamaño de los glóbulos aumenta el área de la interfase y, por lo tanto, las interacciones entre ambas fases, lo que conduce a un aumento de la viscosidad.

Page 99: Emulsion Es

NATURALEZA DE LA INTERFASE

En la interfase, las interacciones del emulsionante con la fase continua incrementan la viscosidad. Estas interacciones son especialmente importantes en las emulsiones con una interfase líquido-cristalina.

Page 100: Emulsion Es

LOCALIZACIÓN INICIAL DEL EMULSIONANTE

Si en el momento de preparar la emulsión, los emulsionantes se encuentran dispersos en la fase oleosa, con el tiempo se irán distribuyendo entre las fases acuosa, oleosa y la interfase, con lo cual la composición de la interfase, y por lo tanto la viscosidad, cambiarán a medida que transcurre el tiempo.

Page 101: Emulsion Es

La presencia de gotas secundarias (agregados de glóbulos unidos por una estructura líquido-cristalina) disminuye la viscosidad debido a que se reduce el área interfacial.

FORMACIÓN DE GOTAS SECUNDARIAS

Page 102: Emulsion Es

Microfotografías Ricardo C. Pasquali.

EMULSIONES CON GOTAS SECUNDARIAS