PEG w kosmetykach

Glikol polietylenowy (PEG) oraz jego pochodne tworzą dużą rodzinę ropopochodnych substancji chemicznych. Ich stosunkowo niska cena, a także pożądane właściwości spowodowały, że są chętnie wybierane przez formulatorów nie tylko branży kosmetycznej, ale także wielu innych gałęzi przemysłowych. Organizacje takie jak CIR (Cosmetics Ingredient Review) oraz FDA (Food and Drug Administration) uznały PEG-i za substancje bezpieczne, dlatego mogą one stanowić element różnorodnych formulacji.

Ogólna charakterystyka

Glikol polietylenowy to rozwinięcie nazwy dla związku określanego jako PEG (Poliethylene glycol). Należy do grupy glikoli polioksyetylenowych. Z chemicznego punktu widzenia PEG jest polimerem, czyli substancją chemiczną, która zbudowana jest z wielokrotnie powtórzonych jednostek. W przypadku glikolu polietylenowego, tym powtarzającym się fragmentem jest cząsteczka tlenku etylenu. Ilość jednostek ulegających polimeryzacji jest różna (na tą ilość wskazuje liczba stojąca przy skrócie PEG, np. PEG-40 czy PEG-400), dlatego pochodnych PEG jest bardzo dużo i w związku z tym mówi się o całej grupie substancji nazywanych PEG-ami.

Zarówno glikol polietylenowy, jak również jego pochodne wykazują bardzo dobrą rozpuszczalność w wodzie, toluenie, acetonie, etanolu oraz chlorku metylenu. Właściwości poszczególnych związków różnią się w zależności od ilości merów w łańcuchu polimerowym. Związki o niższej masie cząsteczkowej, z reguły mają ciekłą postać, natomiast im cięższa cząsteczka (im dłuższy łańcuch polimerowy) tym charakteryzuje się wyższą lepkością i w związku z tym przyjmuje postać pasty, wosku lub ciała stałego. W przeciwieństwie do lotnych  związków organicznych, ciekłe PEG-i (o niskiej masie cząsteczkowej) są nielotne. Ponadto PEG jest trudnopalny i biodegradowalny. Związki zaliczane do grupy PEG-ów wykazują zwykle dobrą stabilność wobec kwasów, zasad, a także utleniaczy oraz reduktorów.

Rola i działanie PEG-ów w kosmetykach

Glikol polietylenowy, a w zasadzie PEG-i, czyli cała rodzina tych związków, ze względu na unikalne właściwości spełniają szereg istotnych funkcji w produktach kosmetycznych. Poniżej przedstawiono podstawowe działanie PEG w kosmetyce:

• emulgator

Właściwości emulgujące są kluczowe, aby wytworzyć trwałą emulsję, czyli stworzyć układ heterogeniczny, w którego skład wchodzą dwie niemieszające się ze sobą ciecze. Jedna z nich tworzy tak zwaną fazę ciągłą, natomiast druga jest w niej rozproszona i tworzy fazę rozdrobnioną. Wykorzystanie PEG-ów do tworzenia emulsji (typu O/W lub W/O) przedłuża trwałość substancji, a tym samym wyrobu opartego na tym typie emulsji.

• stabilizator wilgoci

Za utrzymanie wilgoci na prawidłowym poziomie w formulacji kosmetycznej, odpowiedzialne są związki takie jak m.in. PEG. Kosmetyki zawierające w składzie stabilizatory wilgoci zapewniają nie tylko właściwą konsystencje produktu, ale przede wszystkim doskonale sprawdzają się jako preparaty przeznaczone do pielęgnacji suchej skóry. PEG-i jako związki o właściwościach hydrofilowych, wiążą cząsteczki wody na powierzchni tworząc warstwę okluzyjną. Pozwala ona zachować poziom wilgoci na prawidłowym poziomie umożliwiającym zachowanie zdrowej i odżywionej skóry. Ponadto glikol polietylenowy nie zwiększa przepuszczalności bariery naskórkowej (ochrona przed wchłanianiem szkodliwych substancji środowiskowych oraz działaniem promieni ultrafioletowych).

• substancja myjąca

PEG i jego pochodne jako składniki kosmetyków są skutecznymi substancjami biorącymi udział w mechanizmie usuwania zanieczyszczeń. Właściwość tą determinuje budowa ich cząsteczki – PEG-i należą do surfaktantów o właściwościach hydrofobowo-hydrofilowych. Jako substancje myjące mają za zadanie zwilżenie powierzchni, peptyzację i hydrolizę tłuszczu (zanieczyszczenia zwykle mają charakter tłuszczowy), emulgowanie oraz dyspersję zanieczyszczeń, które następnie usuwane są wraz z nośnikiem z powierzchni.

• regulator reologii

Co to znaczy, że substancja jest regulatorem reologii? Glikol polietylenowy i jego pochodne mają zdolność do zmiany lepkości roztworów, czyli do modyfikacji ich reologii. Lepkość produktu kosmetycznego jest jednym z podstawowych parametrów, jaki musi być zmierzony i skorelowany. Z teoretycznego punktu widzenia, pomiary lepkości umożliwiają uzyskanie istotnych informacji na temat stabilności emulsji. Informacje te są ważne dla aspektu towaroznawczego i kontroli jakości.

Jako jeden ze składników, PEG znajduje się w szamponach do włosów, balsamach do ciała, żelach pod prysznic, pomadkach, piankach do golenia, płynach do demakijażu, kremach nawilżających, kremach do pielęgnacji rąk i stóp, kosmetykach kolorowych i wielu innych produktach codziennego użytku. Analizując skład tych towarów, niejednokrotnie oprócz glikolu polietylenowego, znajdują się także dwie lub więcej innych jego pochodnych.

Najczęściej występujące PEG-i w składach kosmetyków

Wybierając kosmetyki i produkty do pielęgnacji warto zaznajomić się z ich składem i dokonywać świadomych zakupów. Ważna jest wiedza na temat tego co to jest PEG i jakie spełnia funkcje. Poniżej przedstawiono przykłady  trzech wybranych związków z szerokiej rodziny PEG-ów. Pomimo podobnej budowy chemicznej, w produktach spełniają często odmienne role, a tym samym istotnie wpływają na jakość produktów w których się znajdują.

Pośród wielu PEG-ów, w kosmetykach można spotkać się często z substancjami takimi jak PEG-10 Hydrogenated Castor Oil, PEG-20 Oleate czy PEG-100 Stearate. PEG-10 Hydrogenated Castor Oil stanowi popularny emulgator emulsji typu O/W. „Hydrogenated Castor Oil” w nazwie oznacza uwodorniony olej rycynowy – zatem ten związek jest pochodną oleju rycynowego. Znajduje się w produktach takich jak kremy, mleczka czy balsamy. PEG-20 Oleate oprócz roli emulgatora, działa także jako regulator reologii (zwiększa lepkość) w produktach myjących. Jest także solubilizatorem, czyli substancją, która ułatwia wprowadzanie do roztworów wodnych substancji w nich trudno rozpuszczalnych lub nierozpuszczalnych jak np. wyciągi roślinne czy substancje tłuszczowe. Natomiast PEG-100 Stearate to przykład związku powierzchniowo-czynnego, który podobnie jak wymienione wyżej substancje jest emulgatorem emulsji typu O/W, ale także jest substancją pianotwórczą ułatwiająca powstawanie wysokich i stabilnych pian. Często jest wykorzystywany w szamponach do włosów czy żelach pod prysznic.

Bezpieczne, czy nie?

Szkodliwość glikolu polietylenowego i jego pochodnych jest często podejmowanym tematem. Głównym problemem związków PEG jest to, że do ich produkcji stosuje się tlenek etylenu w procesie zwanym etoksylacją. W wyniku tego może dojść do zanieczyszczenia produktu tym związkiem, a także 1,4-dioksanem, który jest czynnikiem rakotwórczym. Jednak w praktyce do takich sytuacji nie dochodzi, a substancje zaliczane do grupy PEG-ów mają bardzo dobrze poznany profil toksykologiczny. Są nietoksyczne, nie wykazują działania toksycznego czy mutagennego. Ich stosowanie w produktach kosmetycznych jest bezpieczne dla konsumentów. PEG-i również zostały przebadane pod kątem dermatologicznym – nie powodują podrażnień czy odczynów alergicznych na skórze.