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Ma nouvelle lubie : réaliser des émulsifiants maison (1/4)

13 Septembre 2014, 07:30am

Publié par Home Mady

Ma nouvelle lubie : réaliser des émulsifiants maison (1/4)

Depuis quelques temps, je m'informe très sérieusement sur la manière de fabriquer des émulsifiants DIY. Google est devenu mon meilleur ami sur le sujet... J'ai écumé les super blogs de Tout Naturellement (l'un des premiers et très complet), de Lolitarose et de Colchique ainsi que moults articles... J'avais même oublié à quel point il est facile de lire de la chimie en anglais, lol ! Retour à mes premières amours... en repassant par la case débutant 😉.

Je n'ai rien inventé. Je me contente pour l'instant de comprendre, reproduire et tester. Je dois vous avouer que c'est déjà un travail énorme qui me demande beaucoup de temps...

J'ai déjà réalisé plusieurs émulsifiants, il me reste à les utiliser dans différentes crèmes pour déterminer leur HLB, le dosage et les textures obtenues.

La HLB : Balance Hydrophile - Lipophile

http://biochim-agro.univ-lille1.fr/lipides/co/Cours_C_6_b_1.html

L'efficacité d'un émulsifiant est avant tout lié à sa solubilité dans chacune des deux phases.

La solubilité de tout tensio-actif est caractérisée par sa balance hydrophile-lipophile (HLB). La phase dans laquelle l'émulsifiant sera le plus soluble formera la phase continue de l'émulsion.

L'échelle varie de 0 à 20 (bornes exclues sinon les molécules ne sont plus des tensioactifs) : plus la valeur est élevée, plus la solubilité dans l'eau est grande.

Un émulsifiant soluble dans l'eau stabilisera une émulsion huile dans eau (phase aqueuse majoritaire). Un émulsifiant soluble dans l'huile stabilisera une émulsion eau dans huile (phase huileuse majoritaire).

C'est pourquoi de nombreux émulsifiants du commerce sont composés de 2 émulsifiants avec des HLB différentes pour faciliter la solubilité dans chacune des phases, huileuse et aqueuse.

Classification des tensioactifs en fonction de leur HLB :

http://lafeecolchique.canalblog.com/archives/2010/04/15/17586653.html

HLB 0 à 3 = antimousse
HLB 4 à 6 = émulsion eau dans huile
HLB 7 à 9 = mouillant
HLB 8 à 20 = émulsion huile dans eau

HLB 13 à 15 = détergents
HLB 10 à 20 = solubilisant

Tous les émulsifiants, graisses et huiles ont une HLB.

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L'estérification

PDF instructif ici m'ayant servi de référence

Les esters sont des composés odorants que l’on trouve dans les huiles essentielles, les fruits et qui sont utilisés en parfumerie. Un ester est formé à partir d’un acide carboxylique et d’un alcool.

L’estérification est une réaction lente, limitée et athermique.

Son équation est la suivante :

acide + alcool = ester + eau

Pour faciliter la réaction, nous utiliserons un catalyseur. Un catalyseur est une espèce chimique qui augmente la vitesse d’une réaction chimique, mais qui ne figure pas dans l’équation associée à cette réaction. Dans le cas de notre réaction d’estérification, le catalyseur utilisé est le vinaigre et/ou l'acide citrique.

Il existe de multiples possibilités pour fabriquer des émulsifiants par estérification.

  • Acides gras : cires, acide stéarique, huiles végétales, beurres, lanoline...
  • Alcools : ethanol, sorbitol, xylitol, glycerol, alcool cetylique, alcool cetearylique...

Imaginez et testez... Toutes les combinaisons sont possibles et certaines représentent déjà des émulsifiants connus comme le ceralan/ cera bellina, olivem, olive protection...

Exemples :

  • Cire + glycérine (en milieu acide pour catalyser) = Polyglyceryl-3-beeswax = ceralan
  • Olive + sorbitol (en milieu acide pour catalyser) = sorbitan olivate = olive protection
  • ​Olive + alcool cetearylique (en milieu acide pour catalyser) = cetearyl olivate = l'un des composants de l'olivem

Pour les quantités, c'est assez simple, cela ne nécessite pas une grande précision:

  • 1 part d'acide gras + 3 parts d'alcool (l'un des réactifs doit être en grande proportion p/r à l'autre) + 0,5 part de catalyseur liquide
  • Quand l'alcool utilisé est de l'ethanol, il vaut mieux en mettre beaucoup plus que l'acide car l'alcool va beaucoup s'évaporer en 45 mn de chauffe et il faut s'assurer que celui ci sera toujours en excédent p/r à l'acide que l'on veut estérifier. Pour 25 g de cire à estérifier, je mets environ 100g d'alcool éthylique.
  • 25 g de cire + 60 g de glycérine + 12 g de vinaigre (et 1 bonne cac d'acide citrique)

Le mode opératoire :

  • Faire d'abord chauffer le composant solide au bain marie puis rajouter le réactif et le catalyseur en mélangeant.
  • Laisser au bain marie bouillant pendant ½H à ¾H. Plus la chaleur est forte, plus cela accélère la réaction.
  • Laisser refroidir à l'air libre puis mettre au réfrigérateur. Vous pouvez ensuite récupérer l'ester solide qui surnage au dessus de l'eau.
  • S'il n'y a pas de composant solide, chauffer jusqu'à évaporer l'eau pour pouvoir récupérer l'ester.

La transestérification (Edit)

http://sealeha.canalblog.com

La réaction d'esterification peut être répétée à partir de l'ester que l'on vient d'obtenir.

Par exemple : glyceryl cetyl cocoate

Le "cocoate" signifie que l'on a estérifié l'hv de coco avec :

  • D'abord un premier alcool = glycérine ==> glyceryl cocoate
  • Puis qu'on reprend l'ester ainsi obtenu que l'on fait réagir avec un second alcool = ici l'alcool cetylique ==> glyceryl cetyl cocoate

Les possibilités sont décidément multiples pour faire des émuls maison.

Ma nouvelle lubie : réaliser des émulsifiants maison (1/4)
Ma nouvelle lubie : réaliser des émulsifiants maison (1/4)

L'hydrolyse

Réaction inverse de l'estérification : ester + eau = acide + alcool 

L'hydrolyse peut être basique (saponification) avec la soude (hydroxyde de sodium) ou la potasse (hydroxyde de potassium) ou l'eau de chaux (hydroxyde de calcium).

Elle peut aussi être chimique ou enzymatique.

  • Cire + lessive de soude = sodium beeswaxate ou sodium ceralate = cire saponifiée à la soude
  • Cire + lessive de potasse = potassium beeswaxate ou potassium ceralate = cire saponifiée à la potasse
  • Cire + eau de chaux = calcium beeswaxate ou calcium ceralate = cire hydrolysée à l'eau de chaux comme l'hv dans le liniment.

Même technique que pour la saponification. Les IS (indices de saponification) fonctionnement également pour l'eau de chaux. Pour 1 g d’huile*, la quantité d’hydroxyde de calcium en g = Is x 74/56 x 2 = Is x 0,66. (* pour en savoir plus et avoir les bonnes formules de calcul, lire l'excellent article d'Ilhame la chimie du liniment.)

Ma nouvelle lubie : réaliser des émulsifiants maison (1/4)
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Ma nouvelle lubie : réaliser des émulsifiants maison (1/4)

Vous pouvez alors fabriquer la cire n°3 composée d'un ester et d'un hydrolysat- INCI : Glyceryl stearate, Potassium stearate

  • acide stéarique + glycerol = glyceryl stearate (par esterification)
  • acide stéarique + hydroxyde de potassium = potassium stearate (par hydrolyse)
  • Une fois obtenu les 2 émulsifiants, il vous reste simplement à les mélanger ensemble.

👍

Je reviens très vite avec de nouveaux billets pour vous montrer les émulsifiants que j'ai réalisés et comment je les ai faits. Il faut juste que je les teste dans des émulsions avant ;-)

Ceux à base de cire esterifiée ou hydrolysée sentent divinement bons ! C'est vraiment chouette de s'attaquer à la fabrication de ses propres Ingrédients cosmétiques.

À bientôt !

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Marie 18/07/2016 04:05

Bonjour!

J'ai beaucoup apprécié vos posts sur les émulsifiants maison! Ils sont, et de loin, les plus clairs que j'ai vus sur le web. Super travail de synthèse, merci! (Je ne sais pas si la référence à Mensa y est pour quelque chose, mais j'ai l'impression de reconnaître du zèbre là-dessous... ;) )

Zèbre ou pas, j'aimerais vous soumettre un problème sur lequel je me casse la tête depuis un moment. Peut-être que vous bloquerez comme moi mais réfléchir à deux, c'est toujours mieux!

J'ai eu la «super idée» d'utiliser du sucrose stéarate (SS) pour en faire un shampoing non ionique qui combattrait l'eau dure... A priori, un émulsifiant est un tensioactif, alors je me suis dit que ça pourrait peut-être remplacer les glucosides et autres... J'ai fait quelques recherches et le HLB du SS semble généralement haut, donc pourquoi pas?

Le hic, c'est que je ne parviens même pas à liquifier mon SS! Est-ce normal qu'il soit à peine soluble dans l'eau? Même en mixant jusqu'au refroidissement, ça se sépare toujours. J'ai essayé en ajoutant de l'huile (environ 1/3 de la solution) et de la gomme Xanthane, résultat: le SS crée un genre de baume avec l'huile, mais le tout reste séparé du gel aqueux.

Pour résumer: votre SS est-il soluble dans l'eau? Et ultimement, pourquoi ne pas utiliser les émuls comme tensioactifs?

Je sais que vos posts sur les émuls datent un peu... Je ne sais pas si vous verrez ce message, mais j'espère ne pas vous ennuyer avec ce pavé et mes questions bizarres. Et même si vous n'y répondez pas, je tiens encore à vous remercier pour tout votre travail de synthèse!

P.S. Je sais que, dans un de vos posts, vous parlez de maîtriser les tensioactifs faits maison: c'est aussi mon but. Si par hasard vous avez des articles à me suggérer, je suis preneuse =)
P.P.S. J'ai buggé, j'espère ne pas créer un doublon

Home Mady 18/07/2016 20:33

Bien vu et lu :-))
Je réponds vite fait : oui je cherche toujours à maîtriser les TA mais j'ai arrêté mes recherches. Plus le temps de rien en ce moment ... ça va revenir !
A bientôt pour réfléchir ensemble :-)

Mamie Martine 13/09/2014 12:01

Bonjour Home Mady,
Je suis abonnée à ton blog depuis pas mal de temps maintenant; je ne commente pas, mais j'apprécie beaucoup..
J'ai appris beaucoup aussi par les blogs que tu cites; c'est fantastique de pouvoir faire ses émulsifiants soi-même..
Grâce à elles, je fais beaucoup de recettes maison.
Pour une fois que je commente, je tiens à te féliciter pour la simplicité et les très belles recettes de ton blog..
Merci.
Mamie Martine

Home Mady 13/09/2014 12:08

Merci Mamie Martine. C'est gentil ! Il y a même des recettes qui viennent de toi (nettoyage des WC)... :-)
Contente de te retrouver ; j'avoue que je me perds un peu avec tes différents pseudos... Remarque moi aussi j'ai changé mais je n'utilise plus l'autre ;-)

violette 13/09/2014 10:25

j'ai fais comme toi je me suis intéressée au emul's maison mais je suis tellement nulle en chimie que je ne m'y suis jamais attaquée ^_^ ton article m'est plus abordable je le relirais une fois de plus la cire olive protection me plairait bien a faire par contre quand tu parles d'olive c'est bien de l'huile que tu parles ??

Home Mady 13/09/2014 10:50

Tant mieux Violette si c'est abordable. C'était vraiment l'objectif, de ne pas se prendre la tête, d'être sérieux sans se prendre au sérieux... et passer le cap de fabriquer les ingrédients de base.
Si tu lis le blog Tout naturellement et lolitarose cités en link, tu auras des photos et pleins d'informations surtout avec les questions réponses des commentaires.
Oui, tu as raison de me faire préciser : olive ici signifie bien hv d'olive. Il te faut du sorbitol aussi pour l'emulsifiant olive protection.
Bonne popote! :-)