Kosmetikrohstoffe im Test
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Natrosol™ 250 HX:
Verarbeitungsvarianten

Irgendwann habe ich es einfach ausprobiert: Wasser aufkochen, Natrosol™ 250 HX unter Rühren einstreuen, 2 Minuten dispergieren – und glücklich sein. Diese Methode ergibt in Sekunden ein klares, viskoses Hydrogel. Nachdenklich machte mich dennoch, dass für Hydroxyethylcellulosen (kurz: HEC) – zu denen auch Natrosol™ 250 HX zählt – ein Einrühren in kaltem Wasser und anschließendes Quellenlassen herstellungstechnischer Konsens zu sein scheint. Diese Beschreibung finde ich auch in Unterlagen: »Do NOT add Natrosol HEC to hot water or water with pH > 8. It may lump« heißt es im Guide to polymer dissolution von Ashland Aqualon. Ich ahne durchaus, warum es dort steht: in heißem Wasser quillt die HEC in Sekundenschnelle, und für industrielle Verfahren mit Großchargen wäre dies herstellungstechnisch ein Desaster. Temperaturempfindlich ist Natrosol™ 250 HX keinesfalls; er ist ausdrücklich autoklavierbar und wird auf diese Weise für den Einsatz in Augengelen sterilisiert. Es blieben Zweifel – möglicherweise ändern sich andere Eigenschaften? Nun, ich wollte es wissen und habe getestet. Dieser Beitrag erschien das erste Mal am 08. Juli 2011 auf Olionatura.com.

Grundlage meines Tests ist ein 0,8%iges Hydrogel:

  • 0,8 g Natrosol™ 250 HX
  • 99,2 g Wasser

Herstellungsverfahren mit kaltem und heißem Wasser:

Das Herstellungsverfahren ist exakt identisch. Ich arbeite mit meinem Rührwerk IKA 20 RW, das mir die Rührgeschwindigkeit digital anzeigt, und einem Zeitmesser.

  • Natrosol™ 250 HX wird unter Rühren bei 700 rpm eingestreut und 2 Minuten dispergiert. Ich prüfe beide Gele direkt.
  • Anschließend lasse ich beide Gele mehrere Stunden abgedeckt stehen, dann erfolgt die zweite Kontrolle.

Der Unterschied liegt in der Temperatur des Wassers: Probe A nutzt kaltes Wasser, Probe B frisch aufgekochtes.

Hier sind die Ergebnisse der Gelherstellung:

Natrosol™ 250 HX. Vergleich zweier Verarbeitsmethoden

Oben: Man sieht den Unterschied deutlich: das kalt hergestellte Gel ist noch nicht völlig transparent, sondern leicht milchig. Das heiß hergestellte ist ein klares Gel geworden.
Natrosol™ 250 HX. Vergleich zweier Verarbeitsmethoden
Oben: Nach einigen Stunden haben sich beide optisch angeglichen; das kalt hergestellte Gel ist ebenfalls transparent geworden.

Natrosol™ 250 HX. Vergleich zweier Verarbeitsmethoden

Oben:Hier sehen Sie das kalt hergestellte Gel im Detail: unten sind gequollene Restpartikel sichtbar. Da die Quellung im kalten Wasser verzögert abläuft, hat die Dispergierung über 2 Minuten keine Homogenität erhalten können. Nun wird auch verständlich, warum in den Produktunterlagen zu den HEC eine 45-minütige Dispergierung empfohlen wird: in dieser Zeit vollzieht sich die Quellung; die Homogenität wird durch das kontinulierliche Rühren sichergestellt.

Natrosol™ 250 HX. Vergleich zweier Verarbeitsmethoden

Oben: Das heiß hergestellte Gel ist absolut homogen und klar. Hier hat durch die hohe Temperatur eine sofortige Quellung stattgefunden, die die Homogenität des Gels bewahrt.

In der Viskosität liegt das im Heißverfahren hergestellte Gel geringfügig höher; sein Fließverhalten ist homogen. Das kalt hergestellte Gel weist leichte Inhomogenitäten im Fluss auf, hier befinden sich offenbar noch unterschiedliche Verteilungen an Partikeln, die mit dem Auge nicht sichtbar sind. Ein erneutes Dispergieren löst diese jedoch problemlos auf.

Hydrodisperisonsgele?

Eine Frage stand für mich noch im Raum: was ist, wenn ich aus dem Hydrogel ein Hydrodispersionsgel herstelle? Ist das Ergebnis vergleichbar oder weisen die Gele nicht sichtbare Unterschiede in ihrer Struktur auf? Ich habe beide Gele mit 5 % Olivenöl kalt dispergiert, 2 Minuten mit 2000 rpm; das Ergebnis sehen Sie hier:

Natrosol™ 250 HX. Vergleich zweier Verarbeitsmethoden

Oben: Beide Gele sind halb opak, und man sieht bei genauer Betrachtung noch kleine Öltröpfchen in der Gelmatrix eingebettet, ansonsten sind sie identisch.

Fazit

Für unsere Herstellung zuhause bedeutet dies, dass wir bei unseren kleinen Chargen ohne Nachteile die Heißmethode nutzen können, um schnell ein Hydrogel mit Natrosol™ 250 HX herzustellen – die Prozesse sind einfach beschleunigt. Wer Gele kalt rühren möchte, sollte sie lange rühren, damit sie homogen werden.

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