ALPHAMULSE HS — это новый эмульгатор, который объединяет способность формировать прямые жидкокристаллические эмульсионные системы с высокими гидрофобными свойствами, типичными для обратных эмульсий. Он создает прочные α-гелевые структуры и ламеллярные бислои вокруг масляных капель, что обеспечивает стабилизацию эмульсий типа «масло/α-гель/вода» с разной реологией, независимо от значения HLB и химической природы эмолентов.

Серия ALPHAMULSE уже включает несколько эмульгаторов объединённых общим принципом стабилизации эмульсий. 

Стабилизация осуществляется путём формирования различных надмолекулярных структур на границе раздела фаз.

   Перед нашей лабораторией была поставлена задача подобрать эмульгатор, способствующий поддержанию альфа-гелевой структуры, формируемой бегеновым спиртом. Согласно литературным данным, полиглицериновые эфиры жирных кислот обладают выраженной способностью к самосборке, поэтому в исследовании были протестированы все доступные образцы полиглицерилов с низким ГЛБ. 

В ходе работы было отмечено, что эмульсии, стабилизированные полиглицериновыми эфирами гидроксистеариновой кислоты с высокой степенью этерификации (обычно применяемыми для стабилизации тугоплавких восков), формируют на коже уникальную бархатистую пленку с приятными тактильными свойствами. 
Последующие испытания выявили значительно высокую влаго-стойкость данной пленки. Предполагается, что в результате взаимодействия бегенового спирта, полиглицеринового эфира гидроксистеариновой кислоты с высокой степенью этерификации и анионного поверхностно-активного вещества образуются многослойные надмолекулярные структуры — гелевые матрицы, обладающие выраженной гидрофобностью. 

 Ключевой особенностью эмульгатора ALPHAMULSE HS является сочетание гидрофобности с удержанием влаги, что делает его оптимальным компонентом для формирования солнцезащитных кремов. 

Высокогидрофобная и влагоудерживающая глеевая сеть, формируемая ALPHAMULSE HS, — отличный вариант для создания солнцезащитных средств.





Тест на влагостойкость эмульсий с ALPHAMULSE HS

В нашей лаборатории были проведены несколько наглядных тестов, чтобы проверить предположения относительно влагостойкости кремов на основе ALPHAMULSE HS.

Были приготовлены два солнцезащитных крема.

В первом креме в качестве эмульгатора был использован ALPHAMULSE HS, а во втором креме были использованы эмульгаторы на основе оксиэтилированных масел и спиртов.





Порядок проведения эксперимента

1. На подготовленные стеклянные пластины наносили равномерный слой каждого из исследуемых кремов.
2. Пластины поместили в ёмкости с водой, следя за тем, чтобы весь слой крема находился под водой.
3. Пластины выдерживали в воде в течение 30 минут.
4. По истечении времени пластины извлекли из воды и визуально оценили сохранность плёнок.
5. Эксперимент повторили с новыми стеклянными пластинами, увеличивая время экспозиции в воде до 60 минут.

Для анализа полученных снимков была проведена их визуальная оценка, дополненная оригинальным подходом с использованием нейросети. 
Мы разработали специализированный промпт, который позволил искусственному интеллекту объективно оценить и сравнить фотографии пленок по ключевым критериям:

• площадь покрытия пленки
• целостность плёнки после водного воздействия
• присутствие или отсутствие частичного/полного растворения
• видимые изменения структуры плёнки (трещины, отслаивание)

Такой комбинированный метод обеспечивает более глубокое и точное понимание характеристик исследуемых образцов.

На представленной далее фотографии отчетливо видна разница в сохранности плёнок после воздействия воды на протяжении 30 и 60 минут.



Образец без Альфамалс HS:

Уже через 30 минут плёнка становится неоднородной, видны пятна размыва и признаки разрушения слоя.
Через 60 минут наблюдается выраженное разрушение покрытия: значительная часть плёнки смыта, структура слоя утрачена, появляются крупные разрывы и неравномерные участки.

Образец с Альфамалс HS:

После 30 минут контакта с водой плёнка сохраняет однородность, остаётся практически в неизменном виде, без явных признаков разрушения.
По прошествии 60 минут плёнка по-прежнему целостная, структура однородная — лишь незначительно бледнеет или истончается.

Крем с эмульгатором ALPHAMULSE HS образует существенно более влаго-стойкую плёнку по сравнению с кремом без него. Плёнка с ALPHAMULSE HS сохраняет целостность и структуру даже при длительном (60 минут) воздействии воды.

Количественная оценка влагостойкости пленки с ALPHAMULSE HS

Ниже представлена количественная оценка влагостойкости пленки, выполненная с использованием нейросетевого анализа на основе совокупности нескольких параметров. Искусственный интеллект прогнозировал скорость деградации пленки, что позволило получить объективные данные о её стойкости. 





Анализ деградации пленки:

снижение разрушения пленки после использования ALPHAMULSE HS

• после 30 минут:  деградация снижена в 5.0 раз (5% против 25%)
• после 60 минут:  деградация снижена в 5.3 раза (15% против 80%)

скорость деградации:

• без ALPHAMULSE HS: 0.83%/мин → 1.33%/мин (ускоряющаяся деградация)
• с ALPHAMULSE HS: 0.17%/мин → 0.25%/мин (стабильно низкая деградация)

Интересно отметить, что период полураспада пленки, сформированной с применением ALPHAMULSE HS, оказывается почти в шесть раз длиннее по сравнению с контрольными образцами, что свидетельствует о значительно повышенной влагостойкости данного материала.ALPHAMULSE HS обеспечивает в 3-5 раз более высокую влагостойкость пленки по сравнению с базовой формулой.

 Особенно значимо его воздействие проявляется при длительном контакте с водой — через 60 минут система с ALPHAMULSE HS сохраняет 85% целостности против 20% у контрольной группы.

 Эмульгатор не только замедляет деградацию, но и стабилизирует скорость разрушения, предотвращая катастрофическое ухудшение свойств пленки во времени.

 Во втором тесте были использованы точно такие же рецептуры   с ALPHAMULSE HS и без него.

 Кремы были нанесены на стеклянные пластины, которые последовательно многократно погружались в воду. После каждого этапа фиксировались результаты.

 Далее на фотографии представлены результаты сравнения влагостойкости плёнок двух кремов: с использованием эмульгатора ALPHAMULSE HS (слева) и без него (справа).



Результаты тестов с ALPHAMULSE HS:

• После  30 погружений в воду плёнка практически не изменяется и сохраняет целостность.
• К 60 и 90 погружениям заметны лишь незначительные локальные размывы, но плёнка остаётся относительно равномерной.
• После 120–150 погружений появляются более выраженные полосы смыва, однако большая часть покрытия всё ещё сохраняется на пластине.
• К 180 и 210 погружениям плёнка практически полностью смыта, но следы покрытия всё ещё различимы.

Результаты тестов без ALPHAMULSE HS:

• Начальное состояние аналогично — равномерная плёнка.
• Уже после 30 погружений заметна неоднородность и частичное разрушение покрытия.
• После 60–90 погружений большая часть покрытия смыта, структура плёнки сильно нарушена, видны участки полного отсутствия покрытия.
• После 120–150 погружений на пластине сохраняются лишь отдельные фрагменты плёнки.
• К 180–210 погружениям плёнка практически полностью отсутствует на поверхности.

Результаты наглядно демонстрируют, что крем с эмульгатором ALPHAMULSE HS формирует заметно более устойчивую к многократным воздействиям воды плёнку. Разница становится хорошо заметна уже после 60 опусканий в воду.

Количественная оценка эффективности ALPHAMULSE HS в образовании влагостойкой пленки

Аналогично с помощью нейросети были проанализированы фотографии и сделана количественная оценка



Основные показатели эффективности

cредняя эффективность сохранения площади пленки:

• с ALPHAMULSE HS:  средняя сохранность 82.5%
• без ALPHAMULSE HS:  средняя сохранность 42.5%
• улучшение:  относительно контрольной группы 94% 

темпы деградации:

• потеря площади с ALPHAMULSE HS:  35% (после 210 циклов)
• потеря площади без ALPHAMULSE HS:  95% (после 210 циклов)
• относительная скорость деградации пленки  в 2,7 раз ниже

Обратите внимание на таблицу 4. Система с ALPHAMULSE HS не достигла критических порогов деградации даже после 210 циклов погружения, в то время как контрольная система достигла критического порога уже после 60 циклов.




Критические пороги стойкости:

Система с ALPHAMULSE HS не достигла критических порогов деградации (50%, 25%, 10% сохранности) даже после 210 циклов погружения, в то время как контрольная система достигла критического порога уже после 60-90 циклов.
ALPHAMULSE HS на 94-101% эффективнее в образовании влагостойкой пленки по сравнению с системой без этого компонента.
Особенно значимо превосходство проявляется при длительном воздействии влаги — к концу тестирования система с ALPHAMULSE HS сохраняет в 13 раз больше площади покрытия, что свидетельствует об исключительных водоотталкивающих и защитных свойствах формируемой пленки.

Особенности работы с ALPHAMULSE  HS

Работать ALPHAMULSE HS достаточно просто:

1. Нагреть жирную и водную фазы до 80-85°С и перемешать до  однородности. Добавить  ALPHAMULSE HS  в масляную фазу.
2. Поддерживая температуру около  80°С добавить масляную фазу в водную при гомогенизации.
3. Гомогенизировать 3-5 минут.

В тоже время было отмечено, что солнцезащитный крем имеет лучше распределение, когда водная фаза добавляется в масляную при гомогенизации.






 Мы подготовили несколько тестовых рецептур, в которых использовался эмульгатор ALPHAMULSE HS совместно с эмолентами различной химической природы и с разными значениями ГЛБ. Все рецептуры прошли испытание  и  показали высокую стабильность без признаков расслоения или изменений структуры. На основании полученных результатов был сделан вывод, что эмульгатор ALPHAMULSE HS способен создавать стабильные эмульсии независимо от химической природы и значения ГЛБ используемых эмолентов.



Влияние жирных спиртов и глицерил стеарата на вязкость

Было исследовано влияние жирных спиртов, глицерилстеарата и объема масляной фазы на вязкость конечного продукта.

 При включении бегенового спирта вязкость растет постепенно и достигает пика к 30-му дню. В то время как с добавлением глицерилстеарата вязкость остается почти неизменной с 5 по 30 день. Эти особенности следует учитывать при разработке формул.



Влияние количества жирной фазы на вязкость

Вязкость  эмульсии тесно связана с содержанием масляной фазы — с повышением объёма масла наблюдается существенное ее увеличение.




Вязкость (Крем 1 (10% Oil))=435 mPa*s
Вязкость (Крем 2 (20% Oil))=816,7 mPa*s
Вязкость (Крем 3 (30% Oil))=1579 mPa*s
Угловая скорость=30 RPM 

Температура = 25,5 оC
Шпиндель - SC4-21(21)
Вязкозметра Брукфилда DV2T


Примеры рецептур  с Альфамалс HS

Ниже представлены примеры рамочных рецептур: крема для тела с хорошим распределением и солнцезащитного крема с SPF = 30. Стандартный способ приготовления воду в масло. Со временем образовывается плотная текстура.





ALPHAMULSE  HS — уникальный эмульгатор, объединяющий способность к  формирование прямых жидкокристаллических структур и высокую гидрофобность, присущую обратным эмульсиям.

Он обеспечивает длительный смягчающий эффект и создает нежную «бархатистую» пленку, которая не оставляет жирности.
 
Подходит для эмульгирования почти всех косметических масел и эффективно предотвращает кристаллизацию тугоплавких компонентов, таких как воски, церамиды и тритер-пеновые спирты.