Caracterização químico-física de novos polímeros estabilizantes para formulações da indústria de cosméticos

Abstract

As propriedades físicas das soluções de ácidos poliacrílicos são extremamente dependentes do grau de ionização dos polímeros. Quando a pH alto, este tipo de polímero pode formar géis transparentes, que são substituídos por soluções de baixa viscosidade e opacas a baixo pH. Pretende-se com este estudo um entendimento deste fenómeno, alargado também a derivados de ácidos poliacrílicos, bem como garantir a formação de géis em toda a gama de pH. O estudo revelou que quando o pH é suficientemente alto, os grupos carboxílicos do polímero estão praticamente todos ionizados e o polímero está, dessa forma, carregado. A repulsão entre os grupos carregados, devido à entropia dos contraiões, aumenta a rigidez e promove a expansão do polímero, dando origem a sistemas viscoelásticos ou géis, com turbidez reduzida. O estudo centrou-se particularmente num tipo de ácido poliacrílico modificado hidrofobicamente: HM-PAA, usado na indústria para aplicações cosméticas. A impossibilidade de usar presentemente este polímero a pH baixo, potenciou este estudo na tentativa de possibilitar esse uso, em estreita colaboração com a empresa fabricante do polímero.O grau de expansão das cadeias de polímero e a gelação foram monitorados essencialmente por reologia, enquanto que a informação sobre o grau de ionização foi obtida por potenciometria. Verificou-se que os polímeros estudados apresentam um aumento de viscosidade assinalável até 8 ordens de grandeza a partir de pH 6.4, que corresponde ao valor de pKa encontrado pelos estudos de potenciometria. A turbidez e baixa viscosidade abaixo deste valor é devido ao aumento de hidrofobicidade do polímero, que promove agregação. Foram extraídos parâmetros termodinâmicos para este processo de ionização de ácidos poliacrílicos A presença de carga ao longo da cadeia dos polímeros é um factor crítico para a macromolécula poder ser usada como espessante. A possibilidade de uso deste polímero para esse fim, a baixo pH, está dependente de se conseguir ionizar o polímero. A adição de tensioactivos aniónicos mostrou ser o método mais eficiente. Os tensioactivos associam-se ao polímero tanto de uma maneira não cooperativa, através da ligação de moléculas de tensioactivo individuais, como de uma maneira cooperativa na forma de micelas, uma vez que o polímero promove a auto-agregação dos tensioactivos. Esta ligação ao polímero conduz a um complexo polímero-surfactante altamente carregado e a uma expansão osmótica e consequente aumento de viscosidade. Os resultados mostram que a ionização promovida por tensioactivos ou por pH conduz a aproximadamente o mesmo grau de gelação, assegurado pelos valores de viscosidade muito semelhantes. Verificou-se que os tensioactivos mais hidrofóbicos são mais eficientes como promotores de gelação