Optimization of stability and rheological robustness of cosmetic salt-containing lamellar gel phase emulsions

Abstract

Der vorliegenden Arbeit war es, das physikalisch-chemische Verhalten eines klassischen Haarfärbesystems zu charakterisieren und die für die rheologische Instabilität verantwortlichen Schlüsselparameter zu identifizieren. Die Charakterisierung des klassischen ionischen Haarfärbesystems als auch die Optimierung der Formulierung und deren anschließende Charakterisierung wurden mittels rheologischer Messungen, mikroskopischer Beobachtungen, d. h. Kryo-TEM-, TEM, PL- und PC-Mikroskopie, DSC-Messungen und ATR-FTIR-Spektroskopie beurteilt. Als optimal erwies sich ein System, das aus PEG-2-Cetyl / Stearylether und PEG-50-Cetyl-/ Stearylether in Kombination mit Glycerylmonostearat und Cetearylalkohol besteht. Das optimierte System zeigte eine starke Abnahme der Viskositätsschwankungen im Zeitverlauf der Lagerung und unter Zugabe von Elektrolyten. Die verbesserten Systeme zeigen ein hohes Potential für den Einsatz als universelle Formulierungsgrundlage für salzartige Wirkstoffe.

The present work aimed to characterize the physicochemical behavior of classical hair coloration emulsions and identify the key-parameters responsible of their rheological instability. The characterization of the classical ionic hair coloring system and evaluation of the optimized nonionic one was done by means of rheological measurements, microscopic observations i.e. cryo-TEM, TEM, PL and PC microscopy, DSC measurements and ATR-FTIR spectroscopic imaging. The optimal system was composed of PEG-2 cetyl/stearyl ether and PEG-50 cetyl/stearyl ether in combination with glyceryl monostearate and cetearyl alcohol forming a lamellar gel phase emulsion. It demonstrated a reduction of the viscosity fluctuations over time and under addition of the electrolytes. The improved systems showed a promising potential for being used as a universal carrier for salt-like actives. This study gave a closer-to-reality look on multi-component finish-goods, which are, as such, not studied in the literature.