Chất nhũ hóa trong mỹ phẩm là thành phần thường dùng để hỗ trợ hình thành nhũ tương hoặc sự phân tán của hệ keo. Nhũ tương là dạng bào chế gồm 2 pha lỏng không đồng tan, trong đó một pha được phân tán trong pha còn lại. Khi pha ngoại hoặc pha liên tục là nước, hệ phân tán được gọi là nhũ tương dầu trong nước và ngược lại là nhũ tương nước trong dầu. Việc phân loại nhũ tương dễ dàng được xác định bằng cách hòa trộn một lượng nhũ tương vào nước và quan sát, nếu nhũ tương dễ dàng phân tán vào nước thì đó là nhũ tương dầu trong nước.

Chất nhũ hóa làm giảm sức căng bề mặt của pha phân tán với cấu trúc gồm phần thân dầu và phần thân nước. Quy tắc Bancroft chỉ ra rằng pha nào mà chất nhũ hóa tan tốt hơn là pha liên tục. Chất nhũ hóa càng thân nước càng dễ tạo nhũ tương dầu trong nước.

Nhũ tương dầu trong nước – cấu trúc gel phân tầng (lamellar gel network)

Dạng nhũ tương dầu trong nước phổ biến nhất trên thị trường đều có cấu trúc gel phân tầng, thành phần là hỗn hợp tinh thể chất diện hoạt thân nước và thân dầu cùng với những polymer hòa tan hoặc trương nở trong nước. Những chất nhũ hóa này thường chứa mạch carbon dài 12-22C bão hòa và có nhiệt độ nóng chảy trên 55^oC.

• Những chất nhũ hóa thân dầu điển hình thường dùng là cetyl, stearyl, behenyl alcohol, acid stearic, steareth-2, sorbitan stearate và glyceryl stearate.
• Chất nhũ hóa thân nước anionic thường dùng gồm những xà phòng acid béo trung hòa, sodium stearoyl glutamate, sodium stearoyl lactylate và potassium cetyl phosphate.
• Chất nhũ hóa cationic phổ biến gồm behentrimonium chloride và diastearyl dimethyl ammonium chloride.
• Những chất nhũ hóa nonionic thường dùng là steareth-20, PEG 40 stearate, PEG 100 stearate, polysorbate 60 và cetearyl glucoside.

Tỉ lệ của chất nhũ hóa thân nước/thân dầu sử dụng trong công thức rất quan trọng vì sẽ giúp tối ưu hóa quá trình tạo micelle làm cho tối đa lượng nước được gắn vào cấu trúc gel phân tầng. Tỉ lệ tối ưu của chất nhũ hóa thân dầu thường là 25% gồm alcohol béo, nhưng có thể giảm xuống 10-15% nếu chất nhũ hóa thân dầu có HLB cao hơn 3. Tổng nồng độ chất diện hoạt cũng ảnh hưởng đến độ nhớt của công thức. Sức căng bề mặt của mạng lưới gel phân tầng thường rất thấp và dễ nhũ hóa cho các loại dầu.

Nhũ tương micellar dầu trong nước

Chất nhũ hóa trong sản phẩm chăm sóc cá nhân hoặc chất trợ tan thường dùng để tạo nhũ tương micellar dầu trong nước trong suốt thường có vai trò chính là để hòa tan, không tạo đặc cho sản phẩm. Hệ phân tán micellar là dạng phân tán thường gặp nhất của hệ phân tán nhũ hóa dầu trong nước tạo sản phẩm trong suốt. Kích thước của tiểu phân pha phân tán thường < 100 nm, đôi khi còn giảm được tới 5 nm. Thành phần thường sử dụng nhất trong nhóm gồm có C12-13 pareth 9, heptyl glucosid và sorbitan oleate decylglucosid crosspolymer.

Nhũ tương nước trong dầu

Độ phân cực của loại dầu sử dụng là nhân tốt quan trọng quyết định việc lựa chọn chất nhũ hóa phù hợp trong công thức, ở những hệ dầu thành phần chủ yếu là silicone không phân cực thì ưu tiên chọn lựa những chất nhũ hóa có chứa gốc silicone, phổ biến nhất là cetyl PEG/PPG-10/1 dimethicone, lauryl PEG-9 polydimethylsiloxyethyl dimethicone và lauryl PEG-10 tris(trimethylsiloxy)silyethyl dimethicone, những chất nhũ hóa polymer này tạo thành hàng rào liên bề mặt bền vững có thể nhũ hóa hơn 80% nước và tương thích với các loại dầu không phải là silicone. Chất nhũ hóa polymer bão hòa thường dùng như PEG-30 dipolyhydroxystearate, polyglyceryl-2 dipolyhydroxystearate và polyglyceryl-4-diisostearate polyhydroxystearate/sebacate.

Xu hướng sử dụng chất nhũ hóa

• Các chất nhũ hóa có nguồn gốc tự nhiên và ổn định khi sử dụng ngày càng được ưa chuộng, thường dùng nhất là polyglyceryl ester và alkyl glucosid.
• Chất nhũ hóa ethoxylated/propoxylated ngày càng bị hạn chế.
• Một vài công ty đang phát triển thực vật sản xuất ethylen oxid từ ethanol tự nhiên để thay thế cho ethylen xuất xứ từ dầu hỏa, đây là cơ sở cho việc tạo ra nhiều chất nhũ hóa ethoxylat “xanh” trong tương lai.