PPG-1-PEG-9 Lauryl Glycol Ether: proprietà, usi, pro, contro, sicurezza

Il PPG-1-PEG-9 Lauryl Glycol Ether è un ingrediente chimico appartenente alla famiglia degli eteri di glicole laurilico alcoxilati. È costituito da una componente lipofila derivata dalla catena laurilica associata a una porzione poliossialchilenica idrofila, caratteristica che gli conferisce comportamento tensioattivo e capacità di interagire contemporaneamente con fasi acquose e sostanze lipofile.

La denominazione chimica descrittiva è 2-(2-Hydroxydodecyloxy)ethanol, ethoxylated, propoxylated, con un rapporto molare medio di circa 9 moli di ossido di etilene (EO) e 1 mole di ossido di propilene (PO). La presenza di valori medi è importante: non si tratta necessariamente di una singola molecola perfettamente uniforme, ma di un materiale alcoxilato caratterizzato da una distribuzione di specie con differenti lunghezze delle catene poliossietileniche/poliossipropileniche.

Descrizione

Il PPG-1-PEG-9 Lauryl Glycol Ether è un tensioattivo non ionico alcoxilato. La lunga porzione idrocarburica laurilica presenta affinità per sostanze oleose e lipofile, mentre la catena contenente unità di ossido di etilene e ossido di propilene aumenta l'affinità per la fase acquosa.

Questa struttura anfifilica permette all'ingrediente di facilitare la distribuzione di sostanze scarsamente solubili in acqua, contribuire alla formazione e alla stabilizzazione di sistemi dispersi e partecipare ai fenomeni di detergenza. Il grado commerciale BASF Eumulgin® L è descritto come un alcoxilato di alcol grasso utilizzato soprattutto come solubilizzante per preparazioni cosmetiche acquose e idroalcoliche.

Dal punto di vista formulativo è quindi un ingrediente prevalentemente tecnico-funzionale: non viene normalmente utilizzato come principio attivo destinato a esercitare un'azione biologica specifica sulla pelle, ma per modificare il comportamento delle diverse fasi della formulazione e favorirne uniformità, detergenza, emulsificazione o solubilizzazione.

Processo di produzione

Il PPG-1-PEG-9 Lauryl Glycol Ether viene ottenuto mediante sintesi chimica e alcoxilazione controllata. Una descrizione brevettuale identifica il materiale come etere etossilato-propossilato derivato dal prodotto di reazione fra epossido laurilico ed etilenglicole. La successiva introduzione delle unità ossialchileniche genera la parte idrofila della molecola.

La denominazione INCI indica una composizione media corrispondente a circa 9 unità EO e 1 unità PO. Poiché l'alcoxilazione è un processo statistico, il prodotto industriale contiene normalmente una distribuzione di omologhi intorno al grado medio dichiarato, anziché una sola struttura molecolare perfettamente identica in tutte le molecole.

Dopo la reazione sono necessari, secondo processo e specifica commerciale, passaggi di neutralizzazione, purificazione e controllo della materia prima. Per un ingrediente di questo tipo sono particolarmente importanti:

• distribuzione del grado di alcoxilazione;

• contenuto attivo;

• materie prime non reagite;

• residui di processo;

• acqua eventualmente presente;

• colore e odore;

• caratteristiche tensioattive;

• purezza del grado commerciale;

• stabilità durante conservazione.

Principali composti presenti

Il nome PPG-1-PEG-9 Lauryl Glycol Ether identifica un materiale alcoxilato a composizione distribuita. La materia prima può quindi comprendere principalmente:

• eteri di glicole laurilico contenenti catene poliossietileniche;

• specie contenenti mediamente circa 9 unità di ossido di etilene;

• specie contenenti mediamente circa 1 unità di ossido di propilene;

• omologhi con numero di unità EO e PO leggermente superiore o inferiore al valore medio;

• eventuali quantità residue di precursori o sottoprodotti di processo, dipendenti dal produttore e dal grado di purificazione.

Questa caratteristica spiega perché sia poco corretto attribuire al materiale una singola formula molecolare e un unico peso molecolare come si farebbe con una sostanza chimica pura e discreta. PubChem segnala infatti che per questo ingrediente non è disponibile una struttura discreta univoca.

Dati di identificazione e specifiche

CosIng riporta espressamente per l'ingrediente le funzioni SURFACTANT – EMULSIFYING e SURFACTANT – CLEANSING. BASF identifica inoltre il proprio Eumulgin® L con CAS 154248-98-3 e lo commercializza come solubilizzante per preparazioni cosmetiche a base acquosa e acqua/alcol.

Proprietà chimico-fisiche indicative

BASF descrive Eumulgin® L come un liquido limpido o leggermente torbido, giallo chiaro e con odore caratteristico, destinato alla solubilizzazione in preparazioni cosmetiche acquose e idroalcoliche.

Cosmetica

In cosmetica il PPG-1-PEG-9 Lauryl Glycol Ether è utilizzato principalmente per la sua capacità di agire all'interfaccia tra acqua e sostanze lipofile.

Come tensioattivo emulsionante, facilita la formazione di sistemi nei quali una fase viene dispersa nell'altra. Come tensioattivo detergente, contribuisce alla rimozione di sostanze grasse e impurità attraverso i normali meccanismi di aggregazione e dispersione dei tensioattivi. Queste sono le due funzioni riportate ufficialmente nella banca dati CosIng della Commissione europea.

Il materiale può inoltre essere particolarmente efficace come solubilizzante, cioè come ingrediente capace di favorire l'incorporazione in una fase acquosa di piccole quantità di componenti scarsamente solubili. BASF indica espressamente questo impiego per Eumulgin® L e ne segnala l'utilizzo in differenti categorie di personal care, tra cui detergenti viso e corpo, shampoo, prodotti da bagno, deodoranti, prodotti per capelli, formulazioni after-sun e altri cosmetici.

Può essere utile, ad esempio, quando una formulazione acquosa deve incorporare:

• componenti lipofili;

• sostanze profumanti;

• alcuni oli;

• componenti funzionali scarsamente solubili;

• miscele che altrimenti produrrebbero torbidità o separazione di fase.

L'efficacia effettiva deve comunque essere verificata nella formulazione finita, poiché dipende da rapporto acqua/olio, altri tensioattivi, elettroliti, solventi, temperatura, pH e natura delle sostanze da solubilizzare.

Pro

• È un tensioattivo non ionico versatile.

• Presenta una struttura anfifilica adatta a sistemi contenenti contemporaneamente componenti acquosi e lipofili.

• Ha funzione cosmetica riconosciuta di emulsionante.

• Ha funzione cosmetica riconosciuta di detergente.

• Può funzionare efficacemente come solubilizzante in preparazioni acquose e idroalcoliche.

• Può facilitare l'incorporazione di sostanze lipofile in formulazioni prevalentemente acquose.

• È utilizzabile in numerose tipologie di prodotti per la cura personale.

• La natura non ionica può risultare formulativamente utile quando non si desidera introdurre un tensioattivo dotato di carica permanente.

• Può contribuire alla stabilità e all'uniformità di sistemi complessi quando utilizzato nella concentrazione e combinazione appropriate.

Contro

• Non è una sostanza molecolare perfettamente uniforme: il grado di alcoxilazione è espresso come valore medio.

• Le proprietà possono variare in una certa misura in funzione della distribuzione degli omologhi e della specifica del produttore.

• L'efficacia come solubilizzante o emulsificante non può essere stabilita dal solo nome INCI: deve essere verificata nella formula reale.

• Concentrazioni eccessive di tensioattivo possono modificare sensorialità, detergenza, schiuma, viscosità e compatibilità cutanea del prodotto finito.

• Una formula apparentemente limpida subito dopo la preparazione può richiedere comunque prove di stabilità per verificare che non compaiano torbidità o separazioni durante conservazione.

• Essendo un ingrediente ottenuto mediante alcoxilazione, la qualità della materia prima e il controllo delle impurezze di processo sono aspetti rilevanti.

• I parametri di sicurezza della materia prima concentrata non devono essere dedotti dal solo nome INCI, ma dalla SDS specifica del fornitore.

• Purezza, distribuzione EO/PO e specifiche possono differire fra diversi gradi commerciali.

Sicurezza, normativa e ambiente

La Commissione europea registra il PPG-1-PEG-9 Lauryl Glycol Ether in CosIng con le funzioni di tensioattivo emulsionante e tensioattivo detergente. È però importante ricordare che la presenza di un nome INCI nell'inventario CosIng non costituisce, da sola, una dichiarazione generale di sicurezza o un'autorizzazione indipendente dalle condizioni d'uso: la Commissione precisa che la conformità del cosmetico deriva dal Regolamento cosmetico e dalla valutazione del prodotto finito.

Per questa ragione devono essere valutati concentrazione effettiva, tipo di prodotto, esposizione prevista, uso rinse-off o leave-on, area di applicazione e caratteristiche dell'intera formulazione.

Un punto particolarmente importante per le materie prime etossilate è il controllo delle impurezze derivanti dal processo produttivo. La FDA segnala che il 1,4-diossano può formarsi come sottoprodotto durante la fabbricazione di alcune materie prime cosmetiche etossilate, comprese categorie riconoscibili dalla presenza di PEG o polyoxyethylene nella denominazione. Per un ingrediente PEG-etossilato come questo è quindi tecnicamente prudente richiedere al produttore una specifica sul controllo del 1,4-diossano, senza presumere che esso sia necessariamente presente nel singolo lotto.

Per una valutazione professionale della materia prima è opportuno richiedere:

• SDS aggiornata;

• certificato di analisi (COA);

• scheda tecnica;

• identificazione e contenuto attivo;

• distribuzione o specifica del grado di alcoxilazione;

• residui di materie prime e reagenti di processo;

• specifica sul 1,4-diossano;

• eventuali residui di ossido di etilene e ossido di propilene;

• contenuto d'acqua;

• dati di stabilità;

• indicazioni di conservazione;

• classificazione CLP della specifica materia prima commerciale;

• dati tossicologici disponibili;

• concentrazione d'uso raccomandata dal produttore;

• prove di compatibilità e stabilità sul prodotto finito.

La tollerabilità cutanea e oculare deve essere valutata sulla concentrazione realmente utilizzata e sul prodotto completo. Non è corretto trasferire automaticamente al cosmetico finito l'eventuale classificazione di pericolo riportata nella SDS della materia prima concentrata.

Dal punto di vista ambientale, il comportamento non dovrebbe essere dedotto semplicemente dal fatto che l'ingrediente sia un tensioattivo non ionico. Per una valutazione appropriata servono dati specifici relativi a:

• biodegradabilità;

• degradazione primaria e finale;

• tossicità acquatica;

• concentrazione d'impiego;

• quantità rilasciata attraverso prodotti rinse-off;

• destino ambientale dei prodotti di degradazione;

• dati ambientali forniti dal produttore.

Particolare attenzione è opportuna nei prodotti detergenti e nei prodotti da risciacquo, poiché una parte dell'ingrediente può raggiungere direttamente le acque reflue.

Conclusione

Il PPG-1-PEG-9 Lauryl Glycol Ether è un alcoxilato non ionico di interesse soprattutto formulativo. La combinazione tra una porzione laurilica lipofila e una catena poliossialchilenica più idrofila consente di utilizzarlo efficacemente all'interfaccia tra acqua e sostanze oleose.

Le funzioni cosmetiche riconosciute da CosIng sono SURFACTANT – EMULSIFYING e SURFACTANT – CLEANSING, mentre l'impiego commerciale come solubilizzante è ben documentato, in particolare per preparazioni acquose e idroalcoliche.

Un aspetto essenziale della sua valutazione è la natura alcoxilata e distribuita del materiale: i numeri PEG-9 e PPG-1 rappresentano valori medi e non una struttura molecolare unica. Di conseguenza qualità e prestazioni devono essere valutate attraverso la specifica concreta della materia prima e non soltanto sulla base della denominazione INCI.

In una formulazione ben progettata può essere un ingrediente molto utile per emulsificazione, detergenza e solubilizzazione. I principali punti da controllare sono SDS, COA, purezza, distribuzione EO/PO, impurezze di processo, 1,4-diossano, residui di alcoxilazione, concentrazione d'impiego, compatibilità, stabilità e prestazioni del prodotto finito.