Stabilités accélérées et caractérisation des interactions particulaires.

Reformulation : Sélection d'émulsifiants par évaluation rapide
de leur efficacité de stabilisation sur des émulsions O/W
S.Gressier
LUM GmbH, Germany
La sélection d'émulsifiants par l'évaluation de leur efficacité sur la stabilisation physique
d'une émulsion est une tâche courante pour le formulateur. Ce choix difficile évite de
nombreuses complications techniques aux industriels, que se soit pour l'optimisation des
procédés de préparation, retarder leur rupture ou améliorer la durée de vie des émulsions.
De plus, la récente réglementation européenne (REACH) impose aux industriels de
remplacer certains composants à l'efficacé prouvé par d'autres sur des produits déjà
présents sur le marché.
Nous présenterons une technique multi-échantillons simple, quantitative et rapide, basée
sur le suivi optique du déplacement des particules et des gouttelettes sous centrifugation.
Cette approche innovante permet la comparaison simultanée de 12 émulsions selon la
vitesse de crémage des gouttes d'huile, la vitesse de sédimentation des particules actives
dispersées et la séparation des phases huileuse et aqueuse. En plus de la quantification du
degré de séparation des phases, la cinétique du procéssus est enregistrée en temps réel.
Ici, nous montrerons l'application de cette méthode pour le remplacement de tensioactifs
base nonylphénol utilisés comme émulsifiants dans des émuslions huile de silicone dans
l'eau. L'approche multi- échantillon permet d'évaluer un grand nombre de candidats en un
minimum de temps et de trouver celui qui sera plus respectueux de l'environnement avec
des performances identiques ou meilleures sur la stabilité.
Le mécanisme de déstabilisation principal en oeuvre pour tous les candidats émulsions est le
crémage des gouttes d'huile, cependant, une inversion de phase se produit losrqu'une
quantité de phase huileuse critique séparée est atteinte. En augmentant la polarité des
émulsifiants alternatifs, le risque lié à cette inversion de phase pourrait être réduite de façon
significative.
Reformulation, émulsifiant, REACH, centrifugation, stabilité, crémage, inversion de phase,
rupture d'émulsion, O/W.
Rapid emulsifier selection and evaluation of
O/W emulsion stability for reformulation
S.Gressier
LUM GmbH, Germany
Selection of emulsifiers and evaluation of emulsion stability is a frequent task. This relates to
practical issues like formulation of emulsions, optimization of preparation conditions, quality
control, shelf life estimation and breaking of emulsions for industrials. Due to European legislation
(REACH) many manufacturers are facing the problem to replace proven components in marketed
formulations.
A quick and easy, multisample and quantitative technique based on optical tracking of dropplets
creaming under centrifugation is presented which allows for an accelerated study of oil dropplets
creaming velocity, active dispersed ingredients sedimentation and of separation of oil and water
phases for 12 O/W at a glance. Not only information on the extent of phase separation is provided
but also the kinetics are measured in-situ.
The method was applied to check for alternatives to nonyl phenol based surfactants as emulsifiers
for silicone oil-in-water emulsions. Due to the multisample approach one centrifugal run with 12
different samples was sufficient to identify more environmentally benign emulsifiers with identical
or better performance.
The primary destabilization mechanism for all emulsions was creaming, however, most emulsions
showed phase inversion when a critical phase ratio was reached inside the cream layer. By
increasing the polarity of the alternative emulsifiers the risk of phase inversion could be rigorously
reduced.
Reformulation, Emulsifier selection, REACH, analytical centrifugation, creaming, phase inversion,
stability, emulsion breakage, O/W.

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