หลักการเบื้องหลังการทำงานด้านการทำให้เกิดอิมัลชันและการละลายของสารลดแรงตึงผิวคืออะไร?

แนวโน้มการเติบโตอย่างต่อเนื่องของสารลดแรงตึงผิวทั่วโลกเป็นสภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวยต่อการพัฒนาและการขยายตัวของอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง ซึ่งส่งผลให้มีความต้องการโครงสร้างผลิตภัณฑ์ ความหลากหลาย ประสิทธิภาพ และเทคโนโลยีที่สูงขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้น จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องพัฒนาสารลดแรงตึงผิวอย่างเป็นระบบ ให้มีความปลอดภัย อ่อนโยน ย่อยสลายได้ง่าย และมีคุณสมบัติพิเศษ เพื่อวางรากฐานทางทฤษฎีสำหรับการสร้างและการประยุกต์ใช้ผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ ควรให้ความสำคัญกับการพัฒนาสารลดแรงตึงผิวชนิดไกลโคไซด์ รวมถึงการเพิ่มความหลากหลายของสารลดแรงตึงผิวชนิดโพลีออลและแอลกอฮอล์ การวิจัยอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับสารลดแรงตึงผิวที่ได้จากฟอสโฟลิปิดของถั่วเหลือง การผลิตสารประกอบเอสเทอร์ของกรดไขมันซูโครสหลายชนิด การเสริมสร้างการศึกษาเกี่ยวกับเทคโนโลยีการผสม และการขยายขอบเขตการใช้งานของผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่

ปรากฏการณ์ที่สารที่ไม่ละลายในน้ำกลายเป็นอิมัลชันที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในน้ำเพื่อสร้างอิมัลชัน เรียกว่า การทำอิมัลชัน ในเครื่องสำอาง อิมัลซิไฟเออร์ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตครีมและโลชั่น ประเภททั่วไป เช่น ครีมบำรุงผิวเนื้อบางเบาและครีมบำรุงผิวเนื้อบางเบา “จงซิง” ต่างก็เป็นอิมัลชันแบบน้ำมันในน้ำ (O/W) ซึ่งสามารถทำอิมัลชันได้โดยใช้อิมัลซิไฟเออร์ประจุลบ เช่น สบู่กรดไขมัน การทำอิมัลชันด้วยสบู่ทำให้ได้อิมัลชันที่มีปริมาณน้ำมันต่ำได้ง่ายขึ้น และผลการก่อเจลของสบู่ทำให้มีความหนืดค่อนข้างสูง สำหรับครีมบำรุงผิวที่มีส่วนประกอบของน้ำมันในปริมาณมาก อิมัลชันส่วนใหญ่จะเป็นแบบน้ำในน้ำมัน (W/O) ซึ่งสามารถเลือกใช้ลาโนลินธรรมชาติได้ เนื่องจากมีคุณสมบัติในการดูดซับน้ำได้ดีและมีความหนืดสูง ปัจจุบัน อิมัลซิไฟเออร์ที่ไม่มีประจุเป็นที่นิยมใช้มากที่สุด เนื่องจากมีความปลอดภัยและระคายเคืองต่ำ

ปรากฏการณ์ที่เพิ่มความสามารถในการละลายของสารที่ละลายได้ยากหรือละลายไม่ได้ เรียกว่า การเพิ่มความสามารถในการละลาย (Solubilization) เมื่อเติมสารลดแรงตึงผิวลงในน้ำ แรงตึงผิวของน้ำจะลดลงอย่างรวดเร็วในตอนแรก จากนั้นโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวที่เรียกว่าไมเซลล์จะเริ่มก่อตัวขึ้น ความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวที่ทำให้เกิดการก่อตัวของไมเซลล์เรียกว่า ความเข้มข้นวิกฤตของไมเซลล์ (Critical Micelle Concentration หรือ CMC) เมื่อความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวถึง CMC แล้ว ไมเซลล์จะสามารถดักจับน้ำมันหรืออนุภาคของแข็งที่ปลายด้านที่ไม่ชอบน้ำของโมเลกุล ทำให้เพิ่มความสามารถในการละลายของสารที่ละลายได้ยากหรือละลายไม่ได้

ในเครื่องสำอาง สารละลายส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตโทนเนอร์ น้ำมันบำรุงผม และผลิตภัณฑ์บำรุงและเร่งการเจริญเติบโตของเส้นผม เนื่องจากส่วนผสมเครื่องสำอางที่เป็นน้ำมัน เช่น น้ำหอม ไขมัน และวิตามินที่ละลายในน้ำมัน มีโครงสร้างและขั้วที่แตกต่างกัน วิธีการละลายจึงแตกต่างกันด้วย ดังนั้นจึงต้องเลือกสารลดแรงตึงผิวที่เหมาะสมมาใช้เป็นสารละลาย ตัวอย่างเช่น เนื่องจากโทนเนอร์ช่วยละลายน้ำหอม น้ำมัน และยา จึงอาจใช้แอลคิลโพลีออกซีเอทิลีนอีเทอร์เพื่อจุดประสงค์นี้ได้ แม้ว่าแอลคิลฟีนอลโพลีออกซีเอทิลีนอีเทอร์ (ชนิด OP ชนิด TX) จะมีพลังการละลายสูง แต่ก็ระคายเคืองต่อดวงตา จึงมักหลีกเลี่ยง นอกจากนี้ อนุพันธ์แอมโฟเทอริกที่ได้จากน้ำมันละหุ่งแสดงคุณสมบัติการละลายที่ดีเยี่ยมสำหรับน้ำมันหอมระเหยและน้ำมันพืช และเนื่องจากไม่ระคายเคืองต่อดวงตา จึงเหมาะสำหรับการเตรียมแชมพูอ่อนโยนและเครื่องสำอางอื่นๆ