PEG in Kosmetikprodukten

Polyethylenglykol (PEG) und seine Derivate bilden eine große Familie von chemischen Substanzen auf Erdölbasis.  Sein relativ niedriger Preis und seine wünschenswerten Eigenschaften haben es zu einer beliebten Wahl für Formulierer nicht nur in der Kosmetikindustrie, sondern auch in vielen anderen Branchen gemacht.  Organisationen wie die CIR (Cosmetics Ingredient Review) und die FDA (Food and Drug Administration) haben PEGs als sichere Substanzen anerkannt, so dass sie in einer Vielzahl von Formulierungen eingesetzt werden können.

Allgemeine Merkmale

Polyethylenglykol ist eine Erweiterung des Namens für die als PEG (Polyethylene glykol) bekannte Verbindung.  Es gehört zur Gruppe der Polyoxyethylenglykole.  Chemisch gesehen ist PEG ein Polymer, d.h. eine chemische Substanz, die aus sich wiederholenden Einheiten aufgebaut ist.  Im Fall von Polyethylenglykol ist diese sich wiederholende Einheit das Ethylenoxidmolekül. Die Anzahl der Einheiten, die polymerisiert werden können, variiert (diese Anzahl wird durch die Zahl neben der Abkürzung PEG angegeben, z.B. PEG-40 oder PEG-400), weshalb es so viele PEG-Derivate gibt und man von einer ganzen Gruppe von Substanzen spricht, die PEGs genannt werden.

Sowohl Polyethylenglykol, als auch seine Derivate, zeigen eine sehr gute Löslichkeit in Wasser, Toluol, Aceton, Ethanol und Methylenchlorid.  Die Eigenschaften der einzelnen Verbindungen hängen von der Anzahl der Wiederholeinheiten in der Polymerkette ab. Verbindungen mit einer geringeren Molekülmasse haben im Allgemeinen eine flüssige Form, je schwerer hingegen das Molekül ist (je länger die Polymerkette), desto höher ist die Viskosität und desto eher nimmt es die Form einer Paste, eines Wachses oder eines Feststoffs an. Im Gegensatz zu flüchtigen organischen Verbindungen sind flüssige PEG (mit niedriger Molekülmasse) nicht flüchtig. Darüber hinaus ist PEG flammhemmend und biologisch abbaubar.  Die zur Gruppe der PEG gehörenden Verbindungen weisen im Allgemeinen eine gute Stabilität gegenüber Säuren, Basen, sowie Oxidations- und Reduktionsmitteln auf.

Rolle und Wirkung von PEG in kosmetischen Produkten

Polyethylenglykol, genauer gesagt die PEGs, also eine ganze Familie dieser Verbindungen, erfüllen aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften eine Reihe wichtiger Funktionen in kosmetischen Produkten. Im Folgenden sind die wichtigsten Wirkungen von PEGs in der Kosmetik aufgeführt:

• Emulgator

Die emulgierenden Eigenschaften sind entscheidend für die Herstellung einer beständigen Emulsion, d.h. für die Bildung eines heterogenen Systems, das aus zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten besteht.  Eine davon bildet eine so genannte kontinuierliche Phase, während die andere darin dispergiert ist und eine fragmentierte Phase bildet.  Die Verwendung von PEGs zur Bildung einer Emulsion (vom Typ O/W oder W/O) verlängert die Haltbarkeit der Substanz und damit des Produkts, das auf dieser Art von Emulsion basiert.

• Feuchtigkeitsstabilisator

Verbindungen wie unter anderem PEG sind dafür verantwortlich, dass die Feuchtigkeit in kosmetischen Formulierungen auf dem richtigen Niveau gehalten wird  . Kosmetika, die Feuchtigkeitsstabilisatoren enthalten, sorgen nicht nur für die richtige Konsistenz des Produkts, sondern bewähren sich auch hervorragend als Präparate für die Pflege trockener Haut.  Als Verbindungen mit hydrophilen Eigenschaften binden PEGs Wassermoleküle an der Oberfläche und bilden eine okklusive Schicht.  Dies ermöglicht es, den Feuchtigkeitsgehalt auf dem richtigen Niveau zu halten, um eine gesunde und genährte Haut zu erhalten.  Außerdem erhöht Polyethylenglykol nicht die Durchlässigkeit der epidermalen Barriere (Schutz vor der Aufnahme schädlicher Umweltsubstanzen und der Einwirkung ultravioletter Strahlung).

• Waschsubstanz

Als kosmetische Inhaltsstoffe sind PEG und ihre Derivate wirksame Substanzen, die am Mechanismus der Entfernung von Verunreinigungen beteiligt sind.  Diese Eigenschaft wird durch die Struktur ihres Moleküls bedingt – PEGs gehören zu den Tensiden mit hydrophob-hydrophilen Eigenschaften.  Als Waschmittel haben sie die Aufgabe, die Oberfläche zu benetzen, das Fett zu peptisieren und zu hydrolysieren (die Verunreinigungen sind in der Regel fetthaltig), die Verunreinigungen zu emulgieren und zu dispergieren, um sie dann mit dem Träger von der Oberfläche zu entfernen.

• Rheologieregulator

Was bedeutet das, dass eine Substanz ein Rheologieregulator ist?  Polyethylenglykol und seine Derivate haben die Fähigkeit, die Viskosität von Lösungen zu verändern, d.h. ihre Rheologie zu modifizieren.  Die Viskosität eines kosmetischen Produkts ist einer der grundlegenden Parameter, die gemessen und korreliert werden müssen. Aus theoretischer Sicht liefern Viskositätsmessungen wichtige Informationen über die Stabilität von Emulsionen. Diese Informationen sind wichtig für den Aspekt der Warenkunde und die Qualitätskontrolle.

Als einer der Inhaltsstoffe befindet sich PEG in Haarshampoos, Körperlotionen, Duschgels, Lippenstiften, Rasierschäumen, Make-up-Entfernern, Feuchtigkeitscremes, Hand- und Fußcremes, Farbkosmetika und vielen anderen Produkten des täglichen Lebens. Bei der Analyse der Zusammensetzung dieser Waren finden sich neben Polyethylenglykol häufig zwei oder mehr seiner Derivate.

Die am häufigsten auftretenden PEGs in kosmetischen Zusammensetzungen

Bei der Auswahl von Kosmetika und Pflegeprodukten ist es ratsam, sich mit ihrer Zusammensetzung vertraut zu machen und bewusst einzukaufen.  Es ist wichtig zu wissen, was PEG ist und welche Funktionen es erfüllt.  Im Folgenden sind Beispiele für drei ausgewählte Verbindungen aus der breiten Familie der PEGs aufgeführt.  Obwohl sie eine ähnliche chemische Struktur haben, spielen sie oft unterschiedliche Rollen in den Produkten und haben somit einen erheblichen Einfluss auf die Qualität der Produkte, in denen sie enthalten sind.

Unter den vielen PEGs sind in Kosmetikprodukten häufig Substanzen wie PEG-10 Hydrogenated Castor Oil, PEG-20 Oleate oder PEG-100 Stearate zu finden.  PEG-10 Hydrogenated Castor Oil ist ein verbreiteter Emulgator für O/W-Emulsionen.  „Hydrogenated Castor Oil“ im Namen bedeutet hydriertes Rizinusöl – diese Verbindung ist also ein Derivat von Rizinusöl. Es ist in Produkten wie Cremes, Milch und Lotionen enthalten. Zusätzlich zu seiner Rolle als Emulgator wirkt PEG-20 Oleat auch als Rheologieregulator (erhöht die Viskosität) in Waschmitteln. Es ist auch ein Solubilisator, d.h. eine Substanz, die das Einbringen von schwer oder gar nicht löslichen Substanzen, wie z.B. Pflanzenextrakten oder Fettstoffen, in wässrige Lösungen erleichtert. PEG-100 Stearate hingegen ist ein Beispiel für ein Tensid, das wie die oben genannten Substanzen ein Emulgator für O/W-Emulsionen, aber gleichzeitig auch eine schaumbildende Substanz ist, die die Bildung von hohen und stabilen Schäumen ermöglicht. Es wird häufig in Haarshampoos oder Duschgels verwendet.

Sicher oder nicht?

Die Schädlichkeit von Polyethylenglykol und seinen Derivaten ist ein häufig diskutiertes Thema.  Das Hauptproblem der Verbindungen von PEG besteht darin, dass bei ihrer Herstellung Ethylenoxid in einem als Ethoxylierung bezeichneten Prozess verwendet wird.  Dies kann zu einer Verunreinigung des Produkts mit dieser Verbindung sowie mit 1,4-Dioxan führen, das ein Karzinogen ist.  In der Praxis kommt dies jedoch nicht vor, und die Substanzen aus der Gruppe der PEGs haben ein sehr gut bekanntes toxikologisches Profil.  Sie sind ungiftig und weisen keine toxischen oder mutagenen Wirkungen auf. Ihre Verwendung in kosmetischen Produkten ist für die Verbraucher sicher. PEGs wurden auch dermatologisch getestet – sie verursachen keine Reizungen oder allergischen Reaktionen auf der Haut.