[pt] SURFACTANTES E POLÍMEROS: DA AUTOASSOCIAÇÃO ATÉ O ENCAPSULAMENTO DE ÓLEOS

[en] SURFACTANTS AND POLYMERS: FROM ASSEMBLY TO OIL LOADING

[pt] MATHEUS OUVERNEY FERREIRA

[pt] POLIMERO

[pt] COLOIDE

[pt] SURFACTANTE

[pt] ENCAPSULAMENTO

[en] POLYMER

[en] COLLOID

[en] SURFACTANT

[en] ENCAPSULATION

[pt] A incorporação de óleo em formulações cosméticas apresenta vários desafios, pois diferentes parâmetros podem afetar sua preparação e propriedades. Por exemplo, diversos métodos exigem alto fornecimento de energia ou não são adaptáveis para escalas grandes, principalmente em um contexto de aplicações industriais. Se nanopartículas com uma alta incorporação de óleo forem desejadas, os desafios são ainda maiores. Além disso, é essencial formular com produtos químicos já utilizados em cosméticos ou utilizar aqueles que são biocompatíveis. Uma possível estratégia para contornar esses problemas envolve o uso de poli (óxido de etileno) -poli(óxido de propileno)-poli(óxido de etileno) (EOxPOyEOx), que já são aprovados para formulações cosméticas e farmacêuticas. Sua disponibilidade em diferentes comprimentos de cadeia e proporções de grupos EO/PO permite controlar diversas propriedades, como aumentar a estabilidade em meio aquoso ao aumentar o tamanho da cadeia EO. A presente tese tem como objetivo projetar, obter e caracterizar diferentes coloides usando copolímeros tribloco para absorção de ingredientes hidrofóbicos em formulações aquosas, em quatro estudos diferentes. Empregando métodos de preparo simples, exploramos uma variedade de estruturas coloidais, desde nanopartículas até microcápsulas, com o objetivo de entender como a estrutura do copolímero influencia as propriedades desses sistemas. Esses métodos incluíram desde a formação espontânea de cápsulas por complexação eletroestática até o uso de copolímeros para estabilizar dispersões de cristais líquidos. No primeiro estudo, partículas núcleo-casca foram obtidas por complexação entre nanofibrilas de celulose oxidadas (OCNF) e poli(dialildimetilamônio) (PDADMAC), com copolímeros tribloco promovendo a estabilidade e a carga de óleo. Esse método resultou em partículas estáveis e com alta capacidade de incorporação de óleo, adequadas para a liberação controlada de ingredientes ativos. No segundo estudo, a dispersão de fases lamelares formadas por sulfato de laurila de sódio e álcoois graxos em copolímeros tribloco permitiu obter nanopartículas com viscosidade ajustável e boa estabilidade, adequadas para produtos com texturas leves. O terceiro estudo utilizou complexação entre surfactantes e polímeros de cargas opostas para formar nanopartículas com alta capacidade de carga de óleo, onde o copolímero tribloco aumentou a estabilidade e a eficiência de carga. Finalmente, o quarto estudo explorou o uso de betaína cocamidopropil como surfactante, formando micelas que podem ser utilizadas em formulações de cuidados pessoais. Os resultados destacam o potencial desses sistemas para aplicações em produtos cosméticos, onde a estabilidade e a incorporação de ingredientes ativos são essenciais.

[en] Oil loading in aqueous formulations is a constant challenge when developing cosmetics with new claims, and different parameters may affect their preparation and properties. For instance, several methods require high energy input or are not adaptable to large-scale production in an industrial context. If nanoparticles with a high amount of oil loading are desired, this becomes even more challenging. Formulating with chemicals already used in cosmetics or using biocompatible ones is also essential. A possible strategy to avoid these issues involves using poly(ethylene oxide)-poly(propylene oxide)- poly(ethylene oxide) (EOxPOyEOx), which are already approved for cosmetics and pharmaceutical formulations, their availability in different chain lengths and proportions of EO/PO groups can allow the control of different properties, such as enhancing stability in an aqueous medium by increasing the EO chain length. This thesis aims to design, obtain, and characterize different colloids, in four different papers, using triblock copolymers to uptake hydrophobic ingredients in aqueous formulations. By employing simple preparation methods, we explore a range of colloidal structures, from nanoparticles to microcapsules, aiming to understand how the copolymer’s structure influences the final properties. These methods included spontaneous capsule formation through charge-driven complexation to the use of copolymers to stabilize liquid crystals dispersions. In the first study, core-shell particles were obtained through complexation between oxidized cellulose nanofibrils (OCNF) and poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDADMAC), with triblock copolymers enhancing stability and oil loading. This method resulted in stable particles with high oil incorporation capacity, suitable for controlled release of active ingredients. In the second study, dispersing lamellar phases formed by sodium lauryl sulfate (SDS) and fatty alcohols using triblock copolymers enabled the formation of nanoparticles with water like viscosity and high stability, suitable for products with light textures. The third study utilized complexation between oppositely charged surfactants and polymers to form nanoparticles with high oil loading capacity, where the triblock copolymer improved stability and loading efficiency. Finally, the fourth study explored the use of cocamidopropyl betaine as a surfactant, forming micelles that can be used in personal care formulations. The results highlight the potential of these systems for applications in cosmetic products, where stability and active ingredient incorporation are essential.

ANA MARIA PERCEBOM SETTE DA SILVA

KARINA OLIVEIRA LIMA

MARCIO DA SILVEIRA CARVALHO

ANDRE SILVA PIMENTEL

ANA MARIA PERCEBOM SETTE DA SILVA

GUILHERME AUGUSTO FERREIRA

CLAUDIA REGINA ELIAS MANSUR

KARINA OLIVEIRA LIMA

PRISCYLA DANIELY MARCATO GASPARI

2025-01-09

2024-09-27

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INGLÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=69045@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=69045@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.69045