DE102010012590A1 - Water-soluble copolymers - Google Patents
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Abstract
Es werden neuartige Copolymere aus 2-Hydroxyethylmethacrylat (HEMA) und Methacrylsäure (MAS), Glycerolallylether (GAE), Glycerylmethacrylat (GMA), 3-Sulfo-propylacrylat (SPA) oder Acrylsäure (AS) beschrieben. Eine zweite Gruppe Copolymere wird gebildet aus Glycerylmethacrylat (GMA) und Methacrylsäurtte Gruppe Copolymere wird gebildet aus Methacrylsäure (MAS) und 3-Sulfo-propylacrylat (SPA) oder 2-Hydroxyethylacrylat (HEA). Die Copolymere weisen ein Molgewicht von weniger als 17.000 g/mol auf und sind aufgrund ihrer Wasserlöslichkeit, Wasserauf- und abgabekinetik insbesondere als Befeuchtungsmittel in kosmetischen oder dermatologischen Zubereitungen einsetzbar.Novel copolymers of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and methacrylic acid (MAS), glycerol allyl ether (GAE), glyceryl methacrylate (GMA), 3-sulfo-propylacrylate (SPA) or acrylic acid (AS) are described. A second group of copolymers is formed from glyceryl methacrylate (GMA) and methacrylic acid group copolymers is formed from methacrylic acid (MAS) and 3-sulfo-propylacrylate (SPA) or 2-hydroxyethyl acrylate (HEA). The copolymers have a molecular weight of less than 17,000 g / mol and, owing to their water solubility, water uptake and release kinetics, can be used in particular as wetting agents in cosmetic or dermatological preparations.
Description
Die Erfindung beschreibt neuartige Copolymere aus 2-Hydroxyethylmethacrylat (HEMA) und Methacrylsäure (MAS), Glycerolallylether (GAE), Glycerylmethacrylat (GMA), 3-Sulfo-propylacrylat (SPA) oder Acrylsäure (AS). Eine zweite Gruppe Copolymere wird gebildet aus Glycerylmethacrylat (GMA) und Methacrylsäure (MAS) oder 3-Sulfo-propylacrylat (SPA). Eine dritte Gruppe Copolymere wird gebildet aus Methacrylsäure (MAS) und 3-Sulfo-propylacrylat (SPA) oder 2-Hydroxyethylacrylat (HEA). Alle Copolymere weisen eine geringe Molmasse auf und sind wasserlöslich.The invention describes novel copolymers of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and methacrylic acid (MAS), glycerol allyl ether (GAE), glyceryl methacrylate (GMA), 3-sulfo-propyl acrylate (SPA) or acrylic acid (AS). A second group of copolymers is formed from glyceryl methacrylate (GMA) and methacrylic acid (MAS) or 3-sulfo-propyl acrylate (SPA). A third group of copolymers is formed from methacrylic acid (MAS) and 3-sulfo-propyl acrylate (SPA) or 2-hydroxyethyl acrylate (HEA). All copolymers have a low molecular weight and are water-soluble.
Die Copolymere sind aufgrund ihrer Wasserlöslichkeit, Wasseraufnahme- und -abgabekinetik insbesondere als Befeuchtungsmittel in kosmetischen oder dermatologischen Zubereitungen einsetzbar.Due to their water solubility, water absorption and release kinetics, the copolymers can be used in particular as humectants in cosmetic or dermatological preparations.
Als wasserlösliche Polymere kann der Fachmann aus einer Reihe bekannter Polymere wie Polyvinylalkohol, Gelatine, Polyacrylsäure, Natriumpolyacrylate, Methylcellulose, Carboxymethylcellulose, Polyvinylpyrrolidon, Gummi und anderen vernetzbare Polymeren sowie Mischungen daraus auswählen.As water-soluble polymers, the person skilled in the art can select from a number of known polymers, such as polyvinyl alcohol, gelatin, polyacrylic acid, sodium polyacrylates, methylcellulose, carboxymethylcellulose, polyvinylpyrrolidone, gum and other crosslinkable polymers, and mixtures thereof.
Nachteilig ist dabei dass diese Polymere überwiegend als Verdicker für die Wasserphase wirken.The disadvantage here is that these polymers act predominantly as thickeners for the water phase.
Des Weiteren ist der Anteil an wasserlöslichen Polymeren in kosmetischen Zubereitungen häufig auf Anteile bis 1 oder 2 Gew.% begrenzt, da die Polymere nur zu einem geringem Anteil in Wasser löslich sind und zusätzlich die Lösung verdicken.Furthermore, the proportion of water-soluble polymers in cosmetic preparations is often limited to fractions of up to 1 or 2% by weight, since the polymers are soluble only to a small extent in water and, in addition, thicken the solution.
Nachteilig ist, dass bei diesen geringen Anteilsmengen nur wenig Wasseraufnahme durch die Polymere möglich ist.The disadvantage is that at these low proportions only little water absorption by the polymers is possible.
Weiterer Nachteil üblicher Polymere ist deren Geruch, verursacht durch Monomerreste und/oder für Kosmetika ungeeignete Lösungsmittel.Another disadvantage of conventional polymers is their odor, caused by monomer residues and / or unsuitable for cosmetics solvents.
Bekannte wasserlösliche Polymere in Kosmetika sind beispielsweise Carboxyvinyl-Polymere, wie in
Im Handel sind die Polyglyceryl(meth)arcrylate als Homopolymere oder Copolymer mit Acrylsäure bzw. Metharcylsäure als Lubrajel® bzw. Lubrasil® erhältlich. Die bekannten Polymere können in der Regel über die radikalische Polymerisation hergestellt werden. Dabei reicht die Nutzung der Methode von der Polystyrol- und Polyvinylchloriddarstellung über Polyacrylsäure, Polyacrylamid bis zum Polyvinylacetat. Dabei werden unterschiedliche Verfahren angewandt. Neben der Lösungspolymerisation finden die Emulsions-, Suspensions- sowie die Massepolymerisation Anwendung.In trade, the polyglyceryl (meth) are arcrylate available as homopolymers or copolymer of acrylic acid or Metharcylsäure as Lubrajel ® or Lubrasil ®. The known polymers can generally be prepared by free-radical polymerization. The use of the method ranges from the presentation of polystyrene and polyvinyl chloride to polyacrylic acid, polyacrylamide and polyvinyl acetate. Different methods are used. In addition to the solution polymerization, emulsion, suspension and bulk polymerization are used.
Die so hergestellten Copolymerisate werden als Überzugs- oder Bindemittel in pharmazeutischen Darreichungsformen eingesetzt.The copolymers thus prepared are used as coating or binding agents in pharmaceutical dosage forms.
Zur Herstellung der Copolymerisate werden Hydroxy-alkyl(meth)acrylate, u. a. auch HEMA, in Gegenwart des PVA sowohl mit Hilfe von Radikale bildenden Initiatoren als auch durch Einwirkung energiereicher Strahlung, worunter auch die Einwirkung energiereicher Elektronen verstanden werden soll, polymerisiert. Zur Initiierung der Emulsionspolymerisation werden radikalische Initiatoren eingesetzt. Die verwendeten Mengen an Initiator bzw. Initiatorgemischen bezogen auf eingesetztes Monomer liegen zwischen 0,01 und 10 Gew.%. Je nach Art des verwendeten Lösungsmittels eignen sich sowohl organische als auch anorganische Peroxide oder Azostarter wie Azo-bis-isobutyronitril, Azo-bis-(2-amidopropan)dihydrochlorid oder 2,2'-Azo-bis-(2-methylbutyronitril). Als peroxidische Initiatoren werden beispielsweise Dibenzoylperoxid, Diacetylperoxid, Succinylperoxid, tert.-Butylperpivalat, tert.-Butyl-2-ethylhexanoat, tert.-Butylpermaleinat, Bis-(tert.-Butyl-peroxi)-cyclohexan, tert.-Butylperoxiisopropylcarbonat, tert.-Butylperacetat, 2,2-Bis-(tert.-butylperoxi)-butan, Dicumylperoxid, Di-tert.-amylperoxid, Di-tert.-butylperoxid, p-Menthanhydroperoxid, Pinanhydroperoxid, Cumolhydroperoxid, tert.-Butylhydroperoxid, Wasserstoffperoxid sowie Mischungen der genannten Initiatoren eingesetzt. Die radikalische Emulsionspolymerisation gemäß
Da diese Copolymere in wässrigen Dispersionen einsetzbar sein sollen, kommen dafür keine Salze bzw. Elektrolyte in Frage.Since these copolymers should be usable in aqueous dispersions, no salts or electrolytes are suitable for this purpose.
PVA wird gemäß
Da hier in große Mengen PVA verwendet wird, sind die so hergestellten Polymere zusätzlich mit PVA gepfropft, wodurch anscheinend eine bessere Filmbildung erreicht wird.Since PVA is used in large quantities here, the polymers thus produced are additionally grafted with PVA, which apparently results in better film formation.
Nachteilig an den bekannten Poly(meth)acrylaten und Copolymeren ist deren Eigenschaft häufig in Wasser zu quellen, Gele zu bilden und/oder verdickend zu wirken.A disadvantage of the known poly (meth) acrylates and copolymers is their property often to swell in water to form gels and / or to act thickening.
Bekannt sind aus einem anderen Technologiegebiet – den Kontaktlinsen – Methacrylsäure Coplymere, die sich durch Wasseraufnahme und Sauerstoffpermeation auszeichnen, wie beispielsweise in –
Seit dem Ende der 30er Jahre des 20. Jahrhunderts werden Kontaktlinsen aus polymeren Materialien am menschlichen Auge eingesetzt. Zur Zeit werden eine Vielzahl von Kontaktlinsenmaterialien verwendet, die aus langkettigen und untereinander vernetzten mehr oder weniger polaren Polymerketten bestehen. Die zurzeit auf dem Markt befindlichen Kontaktlinsen gliedern sich aufgrund ihres Materials in zwei übergeordnete Gruppen. Die erste Gruppe umfasst die Kontaktlinsen, welche aus Copolymeren mit ionischen Anteilen bestehen. Diese Copolymere werden zumeist mit Bestandteilen von Methacrylsäure hergestellt. Die ionischen Anteile in einer Kontaktlinse sorgen allerdings für einige unangenehme Nebeneffekte, so dass der Verzicht auf die ionischen Komponenten gerade für Langzeitlinsen der logische Schritt war. So entstanden Kontaktlinsen aus Materialien, die keine ionischen Komponenten mehr enthielten. Für diese zweite große Gruppe wurden Monomere wie N-Vinyl-pyrrolidon (NVP), 2-Hydroxyethylmethacrylat (HEMA) oder Glycerylmethacrylat (GMA) verwendet. Der Vorteil dieser Polymermaterialien ist, dass sie durch die amerikanische Food and Drug Administration (FDA) klassifiziert und so zur Anwendung am Menschen zugelassen sind. Weiterhin ist durch den industriellen Bedarf an o. g. Monomeren, eine kostengünstige Verfügbarkeit gegeben. Da die Kontaktlinsen heute nicht mehr nur aus einem Homopolymer bestehen, gibt es sehr umfangreiche Kombinationsmöglichkeiten zur Einstellung des Feuchtigkeitsgehaltes einer Linse. Mittlerweile erreichen sowohl die Kontaktlinsen mit ionischen Komponenten, als auch jene mit ausschließlich nichtionischen Komponenten, in vitro Feuchtigkeitsgehalte von über 50%. Neben den benötigten optischen Eigenschaften weisen die Kontaktlinsenmaterialien des Weiteren hohe Gasdurchlässigkeiten und sehr hohe Feuchtigkeitsgehalte auf.Since the late 1930s, contact lenses made of polymeric materials have been used on the human eye. At present, a variety of contact lens materials are used which consist of long-chain and interconnected more or less polar polymer chains. The contact lenses currently on the market are divided into two main groups due to their material. The first group comprises the contact lenses, which consist of copolymers with ionic proportions. These copolymers are mostly made with constituents of methacrylic acid. However, the ionic components in a contact lens cause some unpleasant side effects, so that the abandonment of the ionic components was the logical step, especially for long-term lenses. This is how contact lenses made of materials that no longer contained ionic components were created. For this second large group, monomers such as N-vinyl pyrrolidone (NVP), 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) or glyceryl methacrylate (GMA) were used. The advantage of these polymer materials is that they are classified by the US Food and Drug Administration (FDA) and approved for human use. Furthermore, due to the industrial need for o. G. Monomers, given a cost-effective availability. Since the contact lenses today no longer consist only of a homopolymer, there are very extensive combination options for adjusting the moisture content of a lens. In the meantime, contact lenses with ionic components, as well as those with exclusively nonionic components, achieve in vitro moisture contents of more than 50%. In addition to the required optical properties, the contact lens materials further have high gas permeabilities and very high moisture contents.
Der Einsatz dieser Kontaktlinsen-polymere in kosmetischen oder dermatologischen Darreichungsformen oder Formulierungen verbietet sich jedoch, da diese Linsenpolymere nicht in Wasser löslich sind sondern nur quellbar. Die Nichtlöslichkeit gründet sich vornehmlich darauf, da sie aus langen und untereinander stark vernetzten Polymerketten aufgebaut sind.However, the use of these contact lens polymers in cosmetic or dermatological administration forms or formulations is not possible since these lens polymers are not soluble in water but only swellable. The non-solubility is based primarily on it, since they are composed of long and highly interconnected polymer chains.
Für den Einsatz in Kosmetika oder anderen topisch zu applizierenden Mitteln bestand daher der Wunsch nach wasserlöslichen Polymere, die sehr gut in Wasser löslich sind, ein hohes Wasseraufnahmevermögen aufweisen und zusätzlich einen hohen Rehydratationseffekt nach der Applikation zeigen.For use in cosmetics or other topically applied compositions, therefore, there was a desire for water-soluble polymers that are very soluble in water, have a high water absorption capacity and also show a high rehydration effect after application.
Ebenso wünschenswert ist es Polymere zur Verfügung zu stellen, die in Wasser nicht gelbildend und/oder verdickend wirken. It is also desirable to provide polymers which do not gel and / or thicken in water.
Wünschenswert ist es des Weiteren die Angebotspallete an Hautbefeuchtungsmitteln zu erweitern um so auch den individuellen Bedürfnissen der Konsumenten besser gerecht zu werden.It is also desirable to expand the range of skin moisturisers to better meet the individual needs of consumers.
Die Erfindung umfasst Copolymere aus 2-Hydroxyethylmethacrylat (HEMA) und Methacrylsäure (MAS), Glycerolallylether (GAE), Glycerylmethacrylat (GMA), 3-Sulfo-propylacrylat (SPA) und/oder Acrylsäure (AS).The invention includes copolymers of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and methacrylic acid (MAS), glycerol allyl ether (GAE), glyceryl methacrylate (GMA), 3-sulfo-propyl acrylate (SPA) and / or acrylic acid (AS).
Nachfolgend als HEMA-MAS-, HEMA-GAE-, HEMA-GMA-, HEMA-SPA- bzw. HEMA-AS-Copolymer oder nur als HEMA-Copolymere bezeichnet mit den jeweiligen Strukturen (I) für HEMA-MAS-Copolymere (II) für HEMA-GAE-Copolymere (III) für HEMA-GMA-Copolymere (IV) für HEMA-SPA-Copolymere (V) für HEMA-AS-Copolymere Hereinafter referred to as HEMA-MAS, HEMA-GAE, HEMA-GMA, HEMA-SPA or HEMA-AS copolymer or only as HEMA copolymers with the respective structures (I) for HEMA-MAS copolymers (II) for HEMA-GAE copolymers (III) for HEMA-GMA copolymers (IV) for HEMA-SPA copolymers (V) for HEMA-AS copolymers
Die Copolymere mit Glycerylmethacrylat (GMA) als Grundpolymer werden gebildet mit 3-Sulfo-propylacrylat (SPA) und/oder Methacrylsäure (MAS).The copolymers with glyceryl methacrylate (GMA) as the base polymer are formed with 3-sulfo-propyl acrylate (SPA) and / or methacrylic acid (MAS).
Nachfolgend als GMA-MAS- bzw. GMA-SPA-Copolymer oder nur als GMA-Copolymere bezeichnet mit den jeweiligen Strukturen (VI) für GMA-MAS-Copolymer (VII) für GMA-SPA-Copolymer Hereinafter referred to as GMA-MAS or GMA-SPA copolymer or only as GMA copolymers with the respective structures (VI) for GMA-MAS copolymer (VII) for GMA-SPA copolymer
Die Erfindung umfasst des Weiteren Copolymere aus Methacrylsäure (MAS) und 3-Sulfo-propylacrylat (SPA) oder 2-Hydroxyethylacrylat (HEA).The invention further includes copolymers of methacrylic acid (MAS) and 3-sulfo-propyl acrylate (SPA) or 2-hydroxyethyl acrylate (HEA).
Nachfolgend als MAS-SPA- bzw. MAS-HEA-Copolymer oder nur als MAS-Copolymere bezeichnet mit den jeweiligen Strukturen (VIII) für MAS-HEA-Copolymer Hereinafter referred to as MAS-SPA or MAS-HEA copolymer or only as MAS copolymers with the respective structures (VIII) for MAS-HEA copolymer
Mit * sind die bei der Herstellung eingesetzten Initiatorreste gekennzeichnet, die in Abhängigkeit vom jeweiligen Initiator, insbesondere Sulfat-, Wasserstoff- und/oder Hydroxidreste darstellen können.With * the initiator radicals used in the preparation are characterized, which may represent, depending on the particular initiator, in particular sulfate, hydrogen and / or hydroxide radicals.
Z+ ist ein kationischer Rest.Z + is a cationic residue.
Bevorzugt für die HEMA-MAS-Copolymere und MAS-Copolymere wird als Methacrylsäure eine neutralisierte Methacrylsäure (MAS) eingesetzt. D. h. Z+ bildet dann den kationischen Rest der eingesetzten Base.For the HEMA-MAS copolymers and MAS copolymers, a neutralized methacrylic acid (MAS) is used as the methacrylic acid. Ie. Z + then forms the cationic residue of the base used.
Je nachdem mit welchen Basen neutralisiert wird, ist Z bevorzugt zu wählen aus H, Na, K, Ca, NH4 oder weitere Alkylammoniumverbindungen NR3R4R5R6 mit R3–R6 = H, CH3 oder C2H5.Depending on which is neutralized with which bases, Z is preferably selected from H, Na, K, Ca, NH 4 or other alkyl ammonium NR 3 R 4 R 5 R 6 with R 3 -R 6 = H, CH 3 or C 2 H. 5 .
Bevorzugt ist Z = Na, da mit Natronlauge neutralisierte Methacrylsäure bzw. die sich bildenden Copolymere bessere Feuchtigkeitsaufnahmekapazität zeigen.Preference is given to Z = Na, since methacrylic acid neutralized with sodium hydroxide solution or the copolymers forming exhibit better moisture absorption capacity.
Im Unterschied zu den in
Weiterer Unterschied ist, dass erfindungsgemäße Copolymere nicht über eine Emulsionspolymerisation hergestellt werden und bei einer radikalisch initierten Polymerisation in einem wässrigen Lösungsmittel auf den Zusatz von Schutzkolloiden, Emulgatoren oder nichtwässrigen Lösungsmitteln verzichtet werden kann.Another difference is that copolymers according to the invention can not be prepared by emulsion polymerization and the addition of protective colloids, emulsifiers or non-aqueous solvents can be dispensed with in the case of a free-radical initiated polymerization in an aqueous solvent.
Die erfindungsgemäßen Copolymere sind daher insbesondere erhältlich aus der radikalischen Lösungspolymerisation aus 2-Hydroxyethylmethacrylat (HEMA) und Methacrylsäure (MAS), Glycerolallylether (GAE), Glycerylmethacrylat (GMA), 3-Sulfo-propylacrylat (SPA) oder Acrylsäure (AS) für die HEMA-Copolymere. Die erfindungsgemäßen GMA-Copolymere sind daher insbesondere erhältlich aus der radikalischen Lösungspolymerisation aus Glycerylmethacrylat (GMA) und Methacrylsäure (MAS) oder 3-Sulfo-propylacrylat (SPA).The copolymers of the invention are therefore in particular obtainable from the free-radical solution polymerization of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and methacrylic acid (MAS), glycerol allyl ether (GAE), glyceryl methacrylate (GMA), 3-sulfopropyl acrylate (SPA) or acrylic acid (AS) for HEMA copolymers. The GMA copolymers according to the invention are therefore in particular obtainable from the free-radical solution polymerization of glyceryl methacrylate (GMA) and methacrylic acid (MAS) or 3-sulfopropyl acrylate (SPA).
Die erfindungsgemäßen MAS-Copolymere sind bevorzugt erhältlich aus der radikalischen Lösungspolymerisation aus Methacrylsäure (MAS) und 3-Sulfo-propylacrylat (SPA) oder 2-Hydroxyethylacrylat (HEA).The MAS copolymers according to the invention are preferably obtainable from the free-radical solution polymerization of methacrylic acid (MAS) and 3-sulfopropyl acrylate (SPA) or 2-hydroxyethyl acrylate (HEA).
Bei der radikalischen Polymerisation in Lösung werden vorteilhaft anorganische Peroxoinitiatoren eingesetzt. Dies geschieht vor allem aufgrund der niedrigen Kosten sowie der exzellenten Wasserlöslichkeit.In the free-radical polymerization in solution, inorganic peroxy initiators are advantageously used. This is mainly due to the low cost and the excellent water solubility.
Bei Verwendung von Peroxodisulfaten als Initator ist die Pufferung der Reaktionslösung zum Erreichen der optimalen Radikalausbeute vorteilhaft.When peroxodisulfates are used as initiator, it is advantageous to buffer the reaction solution to achieve the optimum radical yield.
Charakterisiert werden die erfindungsgemäßen Copolymere durch die Koeffizienten n (MAS, GAE, GMA, SPA, AS) und m (HEMA) für die HEMA-Copolymere.The copolymers according to the invention are characterized by the coefficients n (MAS, GAE, GMA, SPA, AS) and m (HEMA) for the HEMA copolymers.
n (MAS, SPA) und m (GMA) für die GMA-Copolymere und n (MAS) und m (SPA, HEA) für die MAS-Copolymere.n (MAS, SPA) and m (GMA) for the GMA copolymers and n (MAS) and m (SPA, HEA) for the MAS copolymers.
Die beiden Koeffizienten n und m liegen erfindungsgemäß im Bereich von m = 2 bis m = 58, insbesondere m = 2 bis m = 45, besonders bevorzugt ist m = 4–12, ganz besonders bevorzugt liegt m im Bereich von 5 bis 10.According to the invention, the two coefficients n and m are in the range from m = 2 to m = 58, in particular m = 2 to m = 45, more preferably m = 4-12, very particularly preferably m is in the range from 5 to 10.
n wird gewählt im Bereich n = 8 bis n = 105, insbesondere ist n = 8 bis 75, besonders liegt n im Bereich 25 bis 65, ganz besonders bevorzugt liegt n im Bereich von 31 bis 59.n is chosen in the range n = 8 to n = 105, in particular n = 8 to 75, in particular n is in the range 25 to 65, very particularly preferably n is in the range from 31 to 59.
Die Einbauverhältnisse von HEMA liegen bevorzugt bei den HMA-MAS-Copolymeren zwischen 10 bis 75 Mol.-% bzw. von MAS im Bereich zwischen 25 bis 90 Mol.-%. Mol.-% ist hier wie auch im Folgenden jeweils auf die Gesamtmolzahl der eingesetzten Monomere bezogen.The incorporation ratios of HEMA are preferably between 10 and 75 mol% of the HMA-MAS copolymers and between 25 and 90 mol% of MAS. Mol .-% is here as well as below in each case based on the total number of moles of the monomers used.
Die quantitative Bestimmung der Einbauverhältnisse der Monomere in den erfindungsgemäßen Copolymeren wird wie folgt beispielhaft für das HEMA-MAS-Copolymer beschrieben.The quantitative determination of the incorporation ratios of the monomers in the copolymers of the present invention is exemplified as follows for the HEMA-MAS copolymer.
Die Bestimmung erfolgt mittels 1H-NMR-Spektroskopie, wie in
Die Signale der Methylengruppe der 2-Hydroxylethylreste (HEMA-Einheit, b) und der Methylengruppen der Polymerkette (sowohl HEMA- und MA-Einheit, d und f) können eindeutig zugeordnet werden. Anhand des resultierenden Integrationsverhältnisses der beiden Signale kann so die Einbaurate berechnet werden.The signals of the methylene group of the 2-hydroxylethyl radicals (HEMA unit, b) and the methylene groups of the polymer chain (both HEMA and MA unit, d and f) can be clearly assigned. On the basis of the resulting integration ratio of the two signals so the installation rate can be calculated.
Die Einbaurate (angegeben in Mol.-%) der Methacrylate berechnet sich nach der Gleichung (1). Dabei wird der Integralwert des Signals der Methylengruppe b bei 3.7 ppm (zwei Protonen) auf 1 kalibriert und der entsprechende Integralwert der Signale der Methylengruppen d, f bei 1.6–2.0 ppm (vier Protonen) notiert.
- X
- = Einbaurate des Methacrylats
- (1 – X)
- = Einbaurate des 2-Hydroxyethylacrylats
- Ia
- = Integralwert des Signals der Methylengruppe der HEMA-Einheit b.
- Ib
- = Integralwert des Signals der Methylengruppe der Polymerketten d, f (HEMA- und MA-Einheit)
- X
- = Incorporation rate of methacrylate
- (1 - X)
- = Incorporation rate of 2-hydroxyethyl acrylate
- I a
- = Integral value of the signal of the methylene group of the HEMA unit b.
- I b
- = Integral value of the signal of the methylene group of the polymer chains d, f (HEMA and MA unit)
Die Einbauverhältnisse der beiden Monomere sowohl bei den HEMA-Copolymeren als auch bei den GMA- und MAS-Copolymeren stimmen dabei überraschenderweise mit den eingesetzten Verhältnissen der Ausgangsmonomere bei der Herstellung annähernd überein.The incorporation ratios of the two monomers both in the HEMA copolymers and in the GMA and MAS copolymers surprisingly agree approximately with the ratios of the starting monomers used in the preparation.
Der Vorteil ist, dass die beiden Monomere gezielt im gewünschten Verhältnis eingesetzt werden können, um gewünschte Eigenschaft des Polymers zu erzielen und es bleiben nach der Polymerisation keine überschüssigen Restmonomere über, die zusätzlich entfernt werden müssen.The advantage is that the two monomers can be used selectively in the desired ratio in order to achieve desired property of the polymer and remain after the polymerization no excess residual monomers, which must be additionally removed.
Die Molmasse der Copolymer ist durch die Koeffizienten n und m festgelegt, d. h. anhand der Molmasse und Einbauverhältnisse kann man n und m berechnen und umgekehrt aus den Zahlen n und m die Molmasse.The molecular weight of the copolymer is determined by the coefficients n and m, d. H. On the basis of the molar mass and installation conditions one can calculate n and m and vice versa from the numbers n and m the molar mass.
Die zahlenmittlere Molmasse HEMA-MAS beträgt beispielsweise für das bevorzugte Verhältnis der beiden Monomere (20:80) 3387 g/mol. Die Molmasse HEMA beträgt 130.14 g/mol, die Molmasse MAS ist 86.09 g/mol.For example, the number average molecular weight HEMA-MAS is 3387 g / mol (20:80) for the preferred ratio of the two monomers. The molar mass HEMA is 130.14 g / mol, the molar mass MAS is 86.09 g / mol.
Die Ermittlung der Koeffizienten m und n erfolgt dann über das Einbauverhältnis von HEMA 20% d. h. 3387 × 0.2 = 677.4 g/mol geteilt durch die Molmasse von HEMA 677.4 ÷ 130.14 g/mol = 5.2.The determination of the coefficients m and n then takes place via the installation ratio of
Das Einbauverhältnis von MAS 80% d. h. 3387 × 0.8 = 2709.6 g/mol geteilt durch die Molmasse von MAS 2709.6 ÷ 86.09 g/mol = 31.47The installation ratio of MAS 80% d. H. 3387 × 0.8 = 2709.6 g / mol divided by the molar mass of MAS 2709.6 ÷ 86.09 g / mol = 31.47
Daraus ergibt sich m (HEMA) ≈ 5 und n (MAS) ≈ 31.
(ohne Berücksichtung der Reste, als * in den Formeln gekennzeichnet)This results in m (HEMA) ≈ 5 and n (MAS) ≈ 31.
(ignoring the remainders, marked as * in the formulas)
Bei einer mittleren Molmasse des Copolymers von HEMA-MAS von 6277 g/mol ergeben sich die Koeffizienten zu m (HEMA) ≈ 10 (9.6) und n (MAS) ≈ 58 (58.3).With an average molar mass of the copolymer of HEMA-MAS of 6277 g / mol, the coefficients are m (HEMA) ≈ 10 (9.6) and n (MAS) ≈ 58 (58.3).
Die zahlenmittlere Molmasse der Copolymere liegt daher vorteilhaft unter 17.000 g/mol, besonders bevorzugt unter 10.000 g/mol, insbesondere im Bereich von 1700 bis 7000 g/mol.The number-average molar mass of the copolymers is therefore advantageously below 17,000 g / mol, more preferably below 10,000 g / mol, in particular in the range from 1700 to 7000 g / mol.
Durch die Charakterisierung der erfindungsgemäßen Copolymere über die Koeffizienten n und m, die Einbauverhältnisse und/oder Molmasse, insbesondere in den bevorzugt angegebenen Bereichen, ist gewährleistet, dass die Copolymere ihre vorteilhaften Eigenschaften vollständig ausschöpfen können.By characterizing the copolymers according to the invention via the coefficients n and m, the incorporation ratios and / or molar mass, in particular in the ranges specified, it is ensured that the copolymers can fully exploit their advantageous properties.
Zur Bestimmung einer Molmasse eines Polymers stehen viele Methoden zur Verfügung. Die gängigsten Methoden hierfür sind die Viskosimetrie, Lichtstreuung oder Gelpermeationschromatographie. Für die meisten Methoden sind jedoch Referenzsubstanzen erforderlich um die gewünschten Ergebnisse liefern zu können.Many methods are available for determining a molecular weight of a polymer. The most common methods for this are viscometry, light scattering or gel permeation chromatography. For most methods, however, reference substances are required to deliver the desired results.
Alle auf ihre Molmasse untersuchten Polymere werden durch spezifische Kenngrößen charakterisiert. In der Literatur finden sich Mittelwerte mit denen ein Polymer charakterisiert wird. Der wichtigste Mittelwert ist das Zahlenmittel der Molmasse (Mn):
-
M n: - zahlenmittlere Molmasse
- ni:
- Zahl der Makromoleküle in der Probe mit genau i Repetiereinheiten
- Mi:
- Molmasse i
-
M n : - number average molecular weight
- n i :
- Number of macromolecules in the sample with exactly one repeating unit
- M i :
- Molecular weight i
Die zahlenmittlere Molmasse lässt sich durch kolligative Verfahren wie z. B. die Kryoskopie, Membran- oder Dampfdruckosmometrie bestimmen und – sofern die Anzahl der Endgruppen pro Molekül bekannt ist – durch Endgruppenbestimmung.The number average molecular weight can be determined by colligative methods such. As the cryoscopy, membrane or Dampfdruckosmometrie determine and - if the number of end groups per molecule is known - by end group determination.
Als weitere Kenngröße wird die gewichtsmittlere Molmasse (Mw) verwendet:
-
M w: - gewichtsmittlere Molmasse
- ni:
- Zahl der Makromoleküle in der Probe mit genau i Repetiereinheiten
- Mi:
- Molmasse i
-
M w : - weight average molecular weight
- n i :
- Number of macromolecules in the sample with exactly one repeating unit
- M i :
- Molecular weight i
Das Gewichtsmittel erhält man durch Methoden, die Größe und Gestalt eines Moleküls in Lösung berücksichtigen, z. B. statische Lichtstreuung, Röntgenkleinwinkelstreuung und Sedimentationsgleichgewichtsmessungen.The weight average is obtained by methods that take into account the size and shape of a molecule in solution, e.g. Static light scattering, small angle X-ray scattering and sedimentation equilibrium measurements.
Aus zwei dieser mittleren Molmassen, lässt sich die Polydispersität (P) eines dargestellten Polymers berechnen:
- P
- = Polydispersität
-
M w: - Gewichtsmittlere Molmasse
-
M n: - Zahlenmittlere Molmasse
- P
- = Polydispersity
-
M w : - Weight-average molecular weight
-
M n : - Number average molecular weight
Die Polydispersität (P) trifft Aussagen für die Uneinheitlichkeit eines Polymers. Je größer die Polydispersität, desto breiter ist ein Polymer verteilt. Bei lebenden Polymerisationen oder Polykondensationen werden nur sehr kleine Polydispersitäten erreicht, während bei freien radikalischen Polymerisationen deutlich höhere Polydispersitäten zu erwarten sind.The polydispersity (P) is indicative of the nonuniformity of a polymer. The greater the polydispersity, the wider a polymer is distributed. In living polymerizations or polycondensations only very small polydispersities are achieved, while in free radical polymerizations significantly higher polydispersities are expected.
Die kinetische Kettenlänge ist wie folgt definiert und erlaubt ungefähre Aussagen über die zu erwartende Kettenlänge eines Polymers.
- v
- = kinetische Kettenlänge
- f
- = Radikalausbeute
- kt
- = Geschwindigkeitskonstante der Abbruchreaktion (Disproportionierung und Abbruch)
- kp
- = Geschwindigkeitskonstante der Wachstumsreaktion
- kd
- = Geschwindigkeitskonstante des Initiatorzerfalls
- [M]
- = Monomerkonzentration
- [I]
- = Initiatorkonzentration
- v
- = kinetic chain length
- f
- = Radical yield
- k t
- = Rate constant of the termination reaction (disproportionation and termination)
- k p
- = Rate constant of the growth reaction
- k d
- = Rate constant of the initiator decay
- [M]
- = Monomer concentration
- [I]
- = Initiator concentration
Während die Konstanten für Initiatorzerfall, Abbruch- und Wachstumsreaktion Stoff- bzw. Umgebungskonstanten sind, lassen sich durch Veränderung der Variablen [M] und [I] verschiedene Effekte erzielen. So bewirkt eine Halbierung der Initiatorkonzentration eine Erhöhnung der Kettenlänge um ca. 40%. Eine Halbierung der Monomerkonzentration bei gleichbleibender Initiatorkonzentration bewirkt hingegen eine Verringerung der Kettenlänge um ungefähr die Hälfte. Die kinetische Kettenlänge ist also der Wurzel der Initiatorkonzentration umgekehrt proportional.While the constants for initiator decay, termination and growth reaction are material and environmental constants, various effects can be achieved by changing the variables [M] and [I]. Thus, a halving of the initiator concentration causes an increase in the chain length by about 40%. Halving the monomer concentration while maintaining the initiator concentration, however, causes a reduction in the chain length by about half. The kinetic chain length is therefore inversely proportional to the root of the initiator concentration.
Mit diesen dargestellten Methoden lassen sich die erfindungsgemäßen Copolymere eindeutig charakterisieren.With these methods shown copolymers of the invention can be clearly characterized.
Die erfindungsgemäßen Copolymere sind erfindungsgemäß bevorzugt mit
- – Initiatorresten * gewählt aus der Gruppe -H, -SO4, -OH,
- – kationischen Reste Z+ gewählt aus H, Na, K, Ca, NH4 oder Alkylammoniumverbindungen NR3R4R5R6 mit R3–R5 = H, CH3 oder C2H5,
- – m = 2 bis 58,
vorteilhaft im Bereich 2 bis 45, - – n = 8 bis 105,
vorteilhaft im Bereich 8 bis 75 oder - –
M n - – eine Polydispersität P < 5 auf.
- Initiator residues * selected from the group -H, -SO 4 , -OH,
- Cationic radicals Z + selected from H, Na, K, Ca, NH 4 or alkylammonium compounds NR 3 R 4 R 5 R 6 with R 3 -R 5 = H, CH 3 or C 2 H 5 ,
- M = 2 to 58, advantageously in the
range 2 to 45, - - n = 8 to 105, preferably in the
range 8 to 75 or - -
M n - - a polydispersity P <5.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen HEMA-MAS-Copolymere erfolgt vorteilhaft entsprechend der Reaktionsgleichung: The preparation of the HEMA-MAS copolymers according to the invention is advantageously carried out according to the reaction equation:
Es wird dabei vorteilhaft entsprechend nachfolgender Beispielherstellungsvorschrift vorgegangen.It is advantageous to proceed according to the following example production instructions.
Die Mengen von 1.57 g (6.6 mmol) oder 3.14 g (13.2 mmol) oder 6.28 g, (26.4 mmol) Natriumperoxodisulfat (10,20 und 30 Mol-% bezogen auf die Summe der eingesetzten Monomere) und 0.55 g (6.5 mmol) oder 1.1 g (13 mmol) oder 2.2 g (26 mmol) Natriumhydrogencarbonat (ACROS) wurden in 50 mL dem. Wasser unter Rühren gelöst. Anschließend erfolgte die Zubereitung der Monomermischungen aus 4 mL (4.28 g, 33 mmol) HEMA, und mittels Natriumhydroxid auf pH 7 neutralisierter Methacrylsäure 2.8 mL (2.84 g 33 mmol) im Verhältnis 1:1. Die Neutralisation der Methacrylsäure erfolgte in Wasser unter Zugabe von gesättigter wässriger Natriumhydroxidlösung. Die Monomere wurden mit dem. Wasser auf 50 mL Gesamtvolumen aufgefüllt und über einen Zeitraum von 2 h zu der auf 70°C temperierten Initiatorlösung zugetropft. Nach Beendigung der Zugabe, wurde die Reaktionslösung mit weiteren 1.1 g (4.4 mmol) Natriumperoxodisulfat versetzt und 2 h lang auf 70°C temperiert. Anschließend wurde die Reaktionsmischung mittels verdünnter Schwefelsäure auf pH = 2 angesäuert. Nach Entfernen des Wassers wurde der Rückstand in Ethanol aufgenommen und 30 Minuten bei 80°C Badtemperatur gerührt um das Copolymer von den Salzresten zu trennen. Die Suspension wurde anschließend filtriert und das Filtrat unter Vakuum vom Ethanol befreit. Nach Auflösen des Polymerrückstandes in dem. Wasser, wurde die Lösung mittels Natriumhydroxidlösung auf pH = 7 neutralisiert und das Wasser entfernt.The amounts of 1.57 g (6.6 mmol) or 3.14 g (13.2 mmol) or 6.28 g, (26.4 mmol) of sodium peroxodisulfate (10.20 and 30 mol% based on the sum of the monomers used) and 0.55 g (6.5 mmol) or 1.1 g (13 mmol) or 2.2 g (26 mmol) of sodium bicarbonate (ACROS) were dissolved in 50 mL of. Water is dissolved while stirring. Subsequently, the monomer mixtures were prepared from 4 mL (4.28 g, 33 mmol) HEMA, and 2.8 mL (2.84 g 33 mmol) in a ratio of 1: 1 by means of sodium hydroxide to
Tabelle 1 zeigt die exemplarischen Monomer-Einsatzmengen
Nachfolgende Tabellen 2 bis 4 geben die Ausbeuten der so hergestellten HEMA-Copolymere exemplarisch wieder. Tabelle 2:
Die Herstellung der erfindungsgemäßen HEMA-GAE-Copolymere (geschützt) erfolgt vorteilhaft entsprechend der Reaktionsgleichung: The preparation of the HEMA-GAE copolymers according to the invention (protected) is advantageously carried out in accordance with the reaction equation:
Es wird dabei vorteilhaft entsprechend nachfolgender Beispielherstellungsvorschrift vorgegangen. It is advantageous to proceed according to the following example production instructions.
Jeweils Mengen von 0.79 g (3.3 mmol) Natriumperoxodisulfat und 0.5 g (6.5 mmol) Natriumhydrogencarbonat wurden in 10 mL dem. Wasser unter Rühren gelöst.In each case amounts of 0.79 g (3.3 mmol) of sodium peroxodisulfate and 0.5 g (6.5 mmol) of sodium bicarbonate were dissolved in 10 ml of. Water is dissolved while stirring.
Anschließend erfolgte die Zugabe von 5, 10, 20, 30 und 40 mL (5.35, 10.7, 21.4, 42.8 g, 31–248 mmol) 2,2-Dimethyl-4-[(2-propyloxy)methyl]-1,3-dioxolan. Mit dem. Wasser wurde auf 50 mL aufgefüllt und in einem 200 mL Erlenmeyerkolben in das Wasserbad der 6fach Apparatur eingetaucht. Das Wasserbad wurde mittels Einhängethermostat auf 70°C temperiert. Nach Eintauchen der Erlenmeyerkolben und Einstellen der Rührplatte auf 500 U/min, wurden nach 5 Minuten Aufheizzeit über einen Tropftrichter mit Druckausgleich über einen Zeitraum von 2 h 50 mL einer Lösung von 4 mL (4.28 g, 33 mmol) 2-Hydroxyethylmethacrylat in 46 mL dem. Wasser zugetropft. Die Reaktionslösung wurde nach beendeter Zugabe noch eine Stunde bei 70°C unter Rückfluß erhitzt. Nach Abkühlen der Reaktionslösung auf Raumtemperatur, erfolgte die Aufbewahrung im Kühlschrank (+4°C) bis zur vollständigen Phasentrennung. Es bildeten sich 3 Phasen aus: Glycerolallylether Monomerphase, Wasserphase und Bodensatz aus teilweise ausgefälltem Copolymer. Die Menge des ausgefallenen Copolymers steigt mit zunehmendem Glycerolallylether-Einsatz. Anschließend wurde der Erlenmeyerkolben im Eisfach 2 h bei –20°C gekühlt, um die Wasserphase einzufrieren. Die bei –20°C flüssige Monomerschicht (oben) konnte anschließend dekantiert werden. Nach Auftauen der wässrigen Reaktionslösung mit dem Polymerbodensatz, wurden diese zunächst gut durchmischt und anschließend mit 2 mal 100 mL Petrolether 50/70 extrahiert. Die gut durchmischte Reaktionslösung wurde in einen 500 mL Einhalskolben überführt. Das in der Reaktionslösung enthaltene Wasser wurde mit Hilfe eines Rotationsverdampfers bei 40°C Wasserbadtemperatur unter Drehschieberpumpenvakuum (2 × 10–4 mbar) bis zur Trockne des Rückstandes entfernt. Zu der im Kolben befindlichen getrockneten Reaktionsmischung wurden 200 mL dest. Ethanol (96%) gegeben und 15 min. drucklos im Heizbad des Rotationsverdampfer bei 40°C Wasserbadtemperatur rotiert. Nach vollständiger Ablösung aller Kolbenanhaftungen erfolgte die Filtration der 40°C heissen Suspension. Das Filtrat wurde in einem weiteren 500 mL Rundkolben aufgefangen und alles enthaltene Ethanol mittels Drehschieberpumpenvakuum (2 × 10–4 mbar) bei 40°C Wasserbadtemperatur entfernt und der Rückstand weitere 30 min. unter Drehschieberpumpenvakuum getrocknet.This was followed by the addition of 5, 10, 20, 30 and 40 ml (5.35, 10.7, 21.4, 42.8 g, 31-248 mmol) of 2,2-dimethyl-4 - [(2-propyloxy) methyl] -1,3 dioxolane. With the. Water was made up to 50 mL and immersed in a 200 mL Erlenmeyer flask in the water bath of the 6-fold apparatus. The water bath was heated to 70 ° C. by means of a immersion circulator. After immersing the Erlenmeyer flask and adjusting the stirring plate to 500 U / min, after 5 minutes of heating via a dropping funnel with pressure equalization over a period of 2
Die Herstellung der erfindungsgemäßen HEMA-GMA-Copolymere erfolgt vorteilhaft entsprechend der Reaktionsgleichung: The preparation of the HEMA-GMA copolymers according to the invention is advantageously carried out according to the reaction equation:
Es wird dabei vorteilhaft entsprechend nachfolgender Beispielherstellungsvorschrift vorgegangen.It is advantageous to proceed according to the following example production instructions.
Die Mengen von 1.57 g (6.6 mmol) oder 3.14 g (13.2 mmol) oder 6.28 g, (26.4 mmol) Natriumperoxodisulfat (10,20 und 30 Mol.-% bezogen auf die Summe der eingesetzten Monomere) und 0.55 g (6.5 mmol) oder 1.1 g (13 mmol) oder 2.2 g (26 mmol) Natriumhydrogencarbonat (ACROS) wurden in 50 mL dem. Wasser unter Rühren gelöst. Anschließend erfolgte die Zubereitung der Monomermischungen aus 5.1 mL (5.3 g, 33 mmol) GMA und 4 mL (4.28 g, 33 mmol) HEMA im Verhältnis 1:1. Die Monomere wurden mit dem. Wasser auf 50 mL Gesamtvolumen aufgefüllt und über einen Zeitraum von 2 h mittels Tropftrichter zu der auf 70°C temperierten Initiatorlösung zugetropft. Nach Beendigung der Zugabe, wurde die Reaktionslösung mit weiteren 1.1 g (4.4 mmol) Natriumperoxodisulfat versetzt und noch 1 h lang auf 70°C temperiert. Nach Entfernen des Wassers mittels Rotationsverdampfer bei 40°C Badtemperatur und Drehschiebervakuum, wurde der Rückstand in 200 mL Ethanol aufgenommen und 30 Minuten am Rotationsverdampfer bei 80°C Badtemperatur gerührt um das Copolymer von den Salzresten zu trennen. Die Suspension wurde anschließend heiß filtriert und das Filtrat am Rotationsverdampfer bei Drehschiebervakuum vom Ethanol befreit.The amounts of 1.57 g (6.6 mmol) or 3.14 g (13.2 mmol) or 6.28 g, (26.4 mmol) sodium peroxodisulfate (10.20 and 30 mol% based on the sum of the monomers used) and 0.55 g (6.5 mmol) or 1.1 g (13 mmol) or 2.2 g (26 mmol) of sodium bicarbonate (ACROS) were dissolved in 50 mL of. Water is dissolved while stirring. Subsequently, the monomer mixtures were prepared from 5.1 mL (5.3 g, 33 mmol) GMA and 4 mL (4.28 g, 33 mmol) HEMA in the ratio 1: 1. The monomers were with the. Made up to 50 mL total volume and added dropwise over a period of 2 hours by means of dropping funnel to the tempered to 70 ° C initiator solution. After completion of the addition, the reaction solution was treated with a further 1.1 g (4.4 mmol) of sodium peroxodisulfate and heated to 70 ° C for 1 h. After removal of the water by means of a rotary evaporator at 40 ° C bath temperature and rotary vane vacuum, the residue was taken up in 200 mL of ethanol and stirred for 30 minutes on a rotary evaporator at 80 ° C bath temperature to separate the copolymer from the salt residues. The suspension was then filtered hot and the filtrate was freed from ethanol on a rotary evaporator under a rotary vane vacuum.
Tabelle 5 zeigt die bei der Reaktion HMA-GMA ermittelte Ausbeute:
Die Herstellung der erfindungsgemäßen GMA-MAS-Copolymere erfolgt vorteilhaft entsprechend der Reaktionsgleichung: The preparation of the GMA-MAS copolymers according to the invention is advantageously carried out according to the reaction equation:
Es wird dabei vorteilhaft entsprechend nachfolgender Beispielherstellungsvorschrift vorgegangen.It is advantageous to proceed according to the following example production instructions.
Die Mengen von 1.57 g (6.6 mmol) oder 3.14 g (13.2 mmol) oder 6.28 g, (26.4 mmol) Natriumperoxodisulfat (10,20 und 30 Mol.-% bezogen auf die Summe der eingesetzten Monomere) und 0.55 g (6.5 mmol) oder 1.1 g (13 mmol) oder 2.2 g (26 mmol) Natriumhydrogencarbonat (ACROS) wurden in 50 mL dem. Wasser unter Rühren gelöst. Anschließend erfolgte die Zubereitung der Monomermischungen aus 5.1 mL (5.3 g, 33 mmol) GMA, und mittels Natriumhydroxid auf pH 7 neutralisierter Methacrylsäure 2.8 mL (2.84 g 33 mmol) im Verhältnis 1:1. Die Neutralisation der Methacrylsäure erfolgte in Wasser unter Zugabe von gesättigter wässriger Natriumhydroxidlösung, wobei die Neutralisation über eine pH-Elektrode verfolgt wurde. Die Monomere wurden mit dem. Wasser auf 50 mL Gesamtvolumen aufgefüllt und über einen Zeitraum von 2 h mittels Tropftrichter zu der auf 70°C temperierten Initiatorlösung zugetropft. Nach Beendigung der Zugabe, wurde die Reaktionslösung mit weiteren 1.1 g (4.4 mmol) Natriumperoxodisulfat versetzt und noch 1 h lang auf 70°C temperiert. Anschließend wurde die Reaktionsmischung mittels verdünnter Schwefelsäure und unter Verwendung einer pH-Elektrode auf pH = 2 angesäuert. Nach Entfernen des Wassers mittels Rotationsverdampfer bei 40°C Badtemperatur und Drehschiebervakuum, wurde der Rückstand in 200 mL Ethanol aufgenommen und 30 Minuten am Rotationsverdampfer bei 80°C Badtemperatur gerührt um das Copolymer von den Salzresten zu trennen. Die Suspension wurde anschließend filtriert und das Filtrat am Rotationsverdampfer bei Drehschiebervakuum vom Ethanol befreit. Nach Auflösen des sauberen Polymerrückstandes in 100 mL dem. Wasser, wurde die Lösung mittels Natriumhydroxidlösung und pH-Elektrode auf pH = 7 neutralisiert und das Wasser am Rotationsverdampfer bei 40°C Badtemperatur und Drehschiebervakkum entfernt.The amounts of 1.57 g (6.6 mmol) or 3.14 g (13.2 mmol) or 6.28 g, (26.4 mmol) sodium peroxodisulfate (10.20 and 30 mol% based on the sum of the monomers used) and 0.55 g (6.5 mmol) or 1.1 g (13 mmol) or 2.2 g (26 mmol) of sodium bicarbonate (ACROS) were dissolved in 50 mL of. Water is dissolved while stirring. Subsequently, the monomer mixtures were prepared from 5.1 mL (5.3 g, 33 mmol) GMA, and 2.8 mL (2.84 g 33 mmol) in a ratio of 1: 1 with sodium hydroxide to
Tabelle 6 gibt die bei der reaktion GMA-MAS ermittelten Ausbeuten wieder.
Die beispielhaft dargestellten Herstellvorschriften und Reaktionsschemata gelten auch für die anderen Copolymere entsprechend, wie dem Fachmann bekannt ist. The production instructions and reaction schemes shown by way of example also apply correspondingly to the other copolymers, as is known to the person skilled in the art.
Die Molmassen der hergestellten Copolymere sind auch abhängig von der eingesetzten Initiatormenge.The molar masses of the copolymers produced are also dependent on the amount of initiator used.
Je mehr Initiator einsetzt wird, umso mehr kleine Polymere (kürzere Kettenlänge) können bei der Reaktion hergestellt werden. Eine Halbierung der Initiatorkonzentration bewirkt eine Erhöhung der Kettenlänge um ca. 40%.The more initiator used, the more small polymers (shorter chain length) can be produced in the reaction. Halving the initiator concentration causes an increase in the chain length of about 40%.
Als Initiatoren kommen vorteilhaft wasserlösliche Substanzen in Frage.Suitable initiators are water-soluble substances.
Verwendet wurden beispielsweise anorganischen Peroxide und wasserlöslichen Azo-Initiatoren von der Firma Wako (Natrium-, Kalium- und Ammoniumperoxodisulfate, 2,2'-Azobis(2-methylpropionamidine)dihydrochloride (V-50), 2,2'-Azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane]dihydrochloride (VA-44) und 2,2'-Azobis[N-(2-carboxyethyl)-2-methylpropionamidine]hydrate (VA-57)).For example, inorganic peroxides and water-soluble azo initiators from Wako (sodium, potassium and ammonium peroxodisulfates, 2,2'-azobis (2-methylpropionamidines) dihydrochlorides (V-50), 2,2'-azobis [2] have been used. (2-imidazolin-2-yl) propanes] dihydrochloride (VA-44) and 2,2'-azobis [N- (2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine] hydrate (VA-57)).
Dabei hat sich Natriumperoxidisulfat (NaPS) als am Vorteilhaftesten geeignet herausgestellt, da die durch NaPS initiierten Copolymere am meisten Feuchtigkeit aufnehmen konnten.Sodium peroxydisulfate (NaPS) has been found to be the most advantageous because the copolymers initiated by NaPS were able to absorb the most moisture.
Die Initiatoren können vorteilhaft im Bereich von 1 bis 40 Mol.-%, bevorzugt im Bereich von 5 bis 20 Mol.-%, eingesetzt werden, bezogen auf Gesamtmolzahl der eingesetzten Monomere.The initiators can advantageously be used in the range from 1 to 40 mol%, preferably in the range from 5 to 20 mol%, based on the total number of moles of the monomers used.
Neben den anorganischen Peroxodisulfaten können beispielsweise auch wasserlösliche Azo-Initiatoren für die Herstellung der Copolymere eingesetzt werden. Es schließen sich dann nur entsprechende Aufreinigungsschritte an.In addition to the inorganic peroxodisulfates, it is also possible, for example, to use water-soluble azo initiators for the preparation of the copolymers. This is followed by only appropriate purification steps.
Bevorzugt eingesetzt wird der Natriumperoxodisulfat (NaPS) Initiator in einem bevorzugten Einsatzbereich von 5 bis 20 Mol.-%, bezogen auf die Gesamtmolmenge der eingesetzten Monomere.The sodium peroxodisulfate (NaPS) initiator is preferably used in a preferred use range of 5 to 20 mol%, based on the total molar amount of the monomers used.
Die nachfolgende Tabelle 7 zeigt den Einfluss der unterschiedlichen Kationen im HEMA-MAS-Copolymer (20:80) auf die Wasseraufnahmekapazität der Copolymere.
Die zahlenmittleren Molmassen und Polydispersität der beispielhaft hergestellten HEMA-Copolymere sind in nachfolgenden Tabellen 8–11 dargestellt. Tabelle 8: Ermittelt Molmassen und Polydispersitäten HEMA-MAS
Tabelle 12 zeigt die Molmassen und Polydispersitäten GMA-MAS-Copolymere
Mittels GC wurde anschließend der Restmonomeranteil bestimmt, wie er in der nachfolgenden Tabelle 13 angegeben ist.The residual monomer content was then determined by means of GC, as indicated in Table 13 below.
Monomere wirken bekanntlich sensibilisierend, so dass ein möglichst geringer Monomergehalt erwünscht ist, was erfindungsgemäß vorteilhaft auch erreicht wird. Monomers are known to sensitize, so that the lowest possible monomer content is desired, which is advantageously achieved according to the invention.
Die Restmonomeranalytik erfolgt per GC unter den Bedingungen:
Säule Varian VCOT Fused silica, L. 50 m, ⌀ 320 μm, Detektor FID,
Detektor/Injektortemperatur 250°C, Temperaturprogramm Start 60°C (3 Min), Aufheizen 20°C/Min bis 100°C (5 Min.), 10°C/min. bis 200°C (10 Min.), 20°C/Min. bis 240°C (2 Min.), Säulendruck 50 KPa (konstant), Trägergas H2, N2, Gerätebezeichnung Crompack CP-9003, Auswertungssoftware Chrompack CP Maestro 2. Tabelle 13: Per Gaschromatographie ermittelt Restmonomermengen am beispiel HEMA-MAS (50:50)
Column Varian VCOT Fused silica, L. 50 m, ⌀ 320 μm, detector FID,
Detector / injector temperature 250 ° C, temperature program start 60 ° C (3 min), heating 20 ° C / min to 100 ° C (5 min.), 10 ° C / min. up to 200 ° C (10 min.), 20 ° C / min. up to 240 ° C (2 min.),
Die Restmonomere können sowohl mittels GC als auch mittels HPLC bestimmt werden.The residual monomers can be determined both by GC and by HPLC.
Um die Restmonomergehalte zu senken, wird nach der Polymerisation zusätzlich Initiator zugegeben, um die Restmonomere abreagieren zu lassen.In order to reduce the residual monomer contents, initiator is additionally added after the polymerization in order to allow the residual monomers to react.
Nach diesem Schritt können keine bzw. nur geringe Mengen an Restmonomer nachgewiesen werden (unterhalb der Nachweisgrenze ca. 0.05 Gew.%) Tabelle 14: Per Gaschromatographie und HPLC ermittelte Restmonomermengen HEMA-MAS (20:80)
Die erfindungsgemäßen Copolymere können zusätzlich mit geringen Anteilen an Vernetzer vernetzt werden. Bevorzugt ist der Anteil an Vernetzer auf 0,1 bis 2 Mol.-%, bezogen auf die eingesetzten Monomere, begrenzt. The copolymers according to the invention can additionally be crosslinked with small amounts of crosslinker. The proportion of crosslinker is preferably limited to 0.1 to 2 mol%, based on the monomers used.
Beispielsweise zeigen die mit Glycerol-dimethacrylat (GDMA) und Polyethylenglykoldimethacrylat (PEG-DMA (Mn: 550)) vernetzten HEMA-MAS-Copolymere ebenfalls gute Eigenschaften, wie gute Wasserlöslichkeit, Feuchtigkeitsaufnahme- und abnahmekapazitäten wie nachfolgende Tabelle 16 zeigt:
Grundsätzlich ist eine Vernetzung von Copolymeren häufig nicht zu empfehlen. Die Vernetzung führt häufig zu sog. Verklumpen der Polymere und die angestrebte Wasserlöslichkeit wird damit auf Spiel gesetzt. Wie die Untersuchungen der Tabelle 16 aber zeigen sind Vernetzungsanteile bis zu 2 Mol.-% der erfindungsgemäßen Copolymere vertretbar ohne Einbußen hinsichtlich der feuchtigskeitsregulatorischen Eigenschaften zu befürchten. Die hier dargestellten Feuchtigkeitskinetiken und deren Vorteile der erfindungsgemäßen Copolymere werden nachfolgend noch eingehender erläutert.In principle, crosslinking of copolymers is often not recommended. The crosslinking often leads to so-called. Clumping of the polymers and the desired water solubility is thus put at risk. However, as shown by the investigations in Table 16, crosslinking fractions of up to 2 mol% of the copolymers according to the invention can be reasonably expected without any loss of moisture-regulating properties. The moisture kinetics and their advantages of the copolymers of the invention shown here will be explained in more detail below.
Auch die GDMA und PEG-DMA vernetzten HEMA-MAS Copolymere mit einem Vernetzeranteil von bis zu 2 Mol.-% zählen demgemäß zu den erfindungsgemäßen Copolymeren.The GDMA and PEG-DMA crosslinked HEMA-MAS copolymers with a crosslinker content of up to 2 mol .-% are accordingly among the copolymers of the invention.
Die erfindungsgemäßen Copolymere sind erstaunlich gut in Wasser und Glycerin löslich. Es sind überraschenderweise hohe Dosierungen der erfinderischen Copolymere in der Wasserphase von wasserbasierten Darreichungssystemen wie Emulsionen, Gelen damit möglich.The copolymers of the invention are surprisingly soluble in water and glycerol. Surprisingly, high dosages of the inventive copolymers in the water phase of water-based delivery systems such as emulsions, gels are thus possible.
Die erfindungsgemäßen Copolymere sind erstaunlicherweise in Wasser weder gelbildend noch wirken sie verdickend.Surprisingly, the copolymers according to the invention are neither gel-forming in water nor do they have a thickening effect.
Durch die Herstellung von Copolymeren mit kleinen Molmassen im Bereich kleiner 17.000 g/mol, insbesondere kleiner 10.000 g/mol und vor allem im Bereich von 1700–7.000 g/mol, ist gewährleistet, dass die im Stand der Technik erwähnten negativen Eigenschaften von Polymeren, wie Gelbildung und Verdickungswirkung, erfindungsgemäß nicht auftreten.The preparation of copolymers having small molecular weights in the range of less than 17,000 g / mol, in particular less than 10,000 g / mol and especially in the range of 1700-7,000 g / mol, ensures that the negative properties of polymers mentioned in the prior art, such as gelation and thickening, not occur according to the invention.
Die Copolymere lösen sich in Wasser transparent auf, was deren Verwendung in kosmetischen oder dermatologischen Zubereitungen auch aus optischen Gründen interessant werden lässt.The copolymers dissolve transparently in water, which makes their use in cosmetic or dermatological preparations also interesting for optical reasons.
Diese Löslichkeitseigenschaften ist für den Einsatz in kosmetischen oder dermatologischen Zubereitung bedeutsam, weil die erfindungsgemäßen Copolymere als spätere Bestandteil einer Emulsion sein können und daher als Bestandteil der Wasserphase sich schnell mit den anderen Komponenten der Wasserphase mischen können müssen.These solubility properties are important for use in cosmetic or dermatological preparation, because the copolymers according to the invention may be part of an emulsion as a later component and must therefore be able to mix rapidly with the other components of the water phase as part of the water phase.
In Emulsionen zeigen die Copolymere die Eigenschaften das Restwasser aus der Emulsion zu binden und so die Hautfeuchte zu erhöhen und/oder das Glycerin aus der Emulsion zu binden und so die Hautfeuchte zu erhöhen wie anhand der angeführten Untersuchungen gezeigt wurde.In emulsions, the copolymers show the properties to bind the residual water from the emulsion and so increase the skin moisture and / or to bind the glycerol from the emulsion and thus to increase the skin moisture as shown by the studies mentioned.
Wie dort auch gezeigt wurde, verfügen die erfindungsgemäßen Copolymere über eine vorteilhafte Feuchtigskeitsauf- und abgabekapazität.As was also shown there, the copolymers according to the invention have an advantageous moisture uptake and release capacity.
So zeigten die erfindungsgemäßen Copolymere in Untersuchungen zur Feuchtigskeitsaufnahme und -abgabe sowie zur Löslichkeit unvorhersehbare Eigenschaften.Thus, the copolymers according to the invention showed unpredictable properties in studies on moisture uptake and release as well as on solubility.
Das Copolymer HEMA:MAS (pH = 7) kann beispielsweise 59 bzw. 60% ihres Eigengewichts an Wasser aufnehmen. Dies bietet für den Einsatz als Bestandteil von Kosmetika völlig neue Anwendungsmöglichkeiten. For example, the copolymer HEMA: MAS (pH = 7) can absorb 59% or 60% of its own weight in water. This offers completely new applications for use as a component of cosmetics.
Um festzustellen, welche Monomerkombination aus HEMA:MAS eine maximale Feuchtigkeitsaufnahmekapazität erreicht, wurden zu diesem Zweck HEMA:MAS-Copolymere in verschiedenen Verhältnissen hergestellt und deren Feuchtigkeitsaufnahmekapazität nach 8 Stunden und 48 Stunden ermittelt.To determine which monomer combination of HEMA: MAS achieves maximum moisture uptake capacity, HEMA: MAS copolymers were prepared in various ratios and their moisture uptake capacity determined after 8 hours and 48 hours for this purpose.
Vorteilhafte Feuchtigkeitskinetiken zeigten dabei die Copolymere mit Molverhältnissen HEMA zu MAS im Bereich von 75:25 bis 10:90. Dabei zeigte sich, dass das Copolymer aus HEMA:MAS 20:80 (pH = 7) mit 110.8% des Eigengewichts die maximale Menge an Wasser aufnehmen kann, was erstaunliche Kapazitäten darstellt.Advantageous moisture kinetics showed the copolymers with molar ratios HEMA to MAS in the range of 75:25 to 10:90. It was found that the copolymer of HEMA: MAS 20:80 (pH = 7) with 110.8% of its own weight can absorb the maximum amount of water, which represents amazing capacity.
Die Tabelle 17 zeigt die Löslichkeit der Copolymere HEMA-MAS in Wasser und Glycerin:
Die Tabelle 18 zeigt die Löslichkeit der Copolymere HEMA-GAE in verschiedenen Lösemitteln
Die Tabelle 19 zeigt die Löslichkeit der Copolymere HEMA-GAE in unterschiedlichen Molverhältnissen in Wasser und Glycerin
Die Tabelle 20 zeigt die Löslichkeit der Copolymere HEMA-AS in unterschiedlichen Molverhältnissen in Wasser und Glycerin
Die Tabelle 21 zeigt die Löslichkeit der Copolymere GMA-MAS
Die Wasserlöslichkeiten der erfindungsgemäßen Copolymere ist erstaunlich gut wie die vorangegangenen Tabellen zeigen und die Copolymere lassen sich daher als in wasserhaltiger Darreichungsformen vorteilhaft verwenden.The water solubilities of the copolymers according to the invention are surprisingly good, as the preceding tables show, and the copolymers can therefore be used advantageously as water-containing administration forms.
Da für die gewünschte Anwendung eine Wasserlöslichkeit der Copolymere erforderlich ist, sind die schlecht- oder unlöslichen Systeme auszuschließen, die sich beispielsweise bei höheren Molgewichten ergeben.Since water solubility of the copolymers is required for the desired application, the poorly soluble or insoluble systems which result, for example, at higher molecular weights, must be excluded.
Weiterhin zeigte sich, dass insbesondere die Copolymere (20 Mol.-%-Initiator) welche die Methacrylsäure in neutralisierter Form (pH = 7) enthielten eine gute Wasserlöslichkeit aufwiesen. Die Copolymere welche die Methacrylsäure in protonierter Form (pH = 2) enthielten, waren nicht nur lediglich großteils in Wasser löslich, sondern wiesen auch deutlich geringere Feuchtigkeitsaufnahmekapazitäten auf. Während das GMA:MAS 50:50 pH = 7 Copolymer 59% seines Eigengewichtes aufnehmen konnte, lag die Kapazität des GMA:MAS 50:50 pH = 2-Copolymers mit 28.4% lediglich bei der Hälfte der Kapazität. Ein analoges Verhalten konnte bei den HEMA:MAS 50:50 pH = 7 (60%) und HEMA:MAS 50:50 pH = 2-Copolymeren (16.3%) beobachtet werden. Weiterhin wiesen die Copolymere des HEMA-GMA 50:50 (20 Mol.-% Initiator), 26.6% wesentlich geringere Feuchtigkeitsaufnahmekapazitäten auf als die Methacrylsäure (pH = 7) enthaltenden Copolymere. Bei den Wasserabgabemessungen zeigte sich, dass die Methacrysäure (pH = 7) enthaltenden Copolymere über 8 h 42.7 (GMA:MAS 50:50 pH = 7) bzw. 43.7 (HEMA:MAS 50:50 pH = 7) abgeben, während das GMA:HEMA 50:50-Copolymer lediglich 18.5% Wasser abgibt. Ein sehr wichtiger Aspekt dieser Versuchsreihe ist weiterhin die Tatsache, dass bei Verdopplung der Initiatormenge von 20 auf 40%-Mol.-%, sowohl bei dem GMA:HEMA 50:50 (26.6 auf 20.4%) als auch bei den GMA:MAS 50:50 pH = 7-Copolymeren (59.0 auf 52.6%) eine Abnahme der Feuchtigkeitsaufnahmekapazität zu beobachten ist.Furthermore, it was found that in particular the copolymers (20 mol% initiator) which contained the methacrylic acid in neutralized form (pH = 7) had good water solubility. The copolymers containing the methacrylic acid in protonated form (pH = 2) were not only largely soluble in water but also had significantly lower moisture uptake capacities. While the GMA: MAS 50:50 pH = 7 copolymer was able to take up 59% of its own weight, the capacity of the GMA: MAS 50:50 pH = 2 copolymer was only half the capacity at 28.4%. An analogous behavior was observed for HEMA: MAS 50:50 pH = 7 (60%) and HEMA: MAS 50:50 pH = 2 copolymers (16.3%). Furthermore, the copolymers of HEMA-GMA 50:50 (20 mole% initiator), 26.6% had significantly lower moisture uptake capacities than the copolymers containing methacrylic acid (pH = 7). at The water release measurements showed that the copolymers containing methacrylic acid (pH = 7) gave 42.7 (GMA: MAS 50:50 pH = 7) and 43.7 (HEMA: MAS 50:50 pH = 7) over 8 h, while the GMA: HEMA 50:50 copolymer gives off only 18.5% water. A very important aspect of this series of experiments is the fact that when doubling the amount of initiator from 20 to 40% mol .-%, both in the GMA: HEMA 50:50 (26.6 to 20.4%) and in the GMA: MAS 50 : 50 pH = 7 copolymers (59.0 to 52.6%) a decrease in moisture absorption capacity is observed.
Zur Messung der Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit der Copolymere wurde eine definierte Menge der jeweils hergestellten Copolymere in eine Wägeschale eingewogen indem die jeweilige Menge in 5 mL Wasser gelöst und anschließend quantitativ in die Wägeschale überführt wurde. Die so mit der Polymerlösung befüllte Wägeschale wurde für genau 12 ± 1 Stunde in einen auf 40°C temperierten Trockenschrank gestellt, so dass sich ein gleichmäßiger Polymerfilm ausbildete. Nach Erreichen der Gewichtskonstanz, wird das Schälchen samt Inhalt in eine spezielle Vorrichtung zur Bestimmung der Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit überführt.To measure the moisture absorption capacity of the copolymers, a defined amount of the copolymers prepared in each case was weighed into a weighing dish by dissolving the respective amount in 5 ml of water and then quantitatively transferring it to the weighing dish. The weighing dish filled in this way with the polymer solution was placed in a drying oven heated to 40 ° C. for exactly 12 ± 1 hour, so that a uniform polymer film was formed. After reaching the weight constancy, the small bowl and its contents are transferred to a special device for determining the moisture absorption capacity.
Die Vorrichtung zur Feuchtigkeitsaufnahme wurde in Form eines Cocktailshakers (Abmessungen L × B × H: 90 × 90 × 220 mm) gewählt und besteht aus einem Reservoir für wässrige Lösungen über dem ein Sieb aus Kunststoff angebracht ist. Auf dieses Sieb, welches sich ca. 10 cm über der Flüssigkeit befindet, wird das Wägeschälchen platziert und der Shaker mit einem Deckel verschlossen.The moisture absorption device was chosen in the form of a cocktail shaker (dimensions L × W × H: 90 × 90 × 220 mm) and consists of an aqueous solution reservoir over which a plastic screen is placed. On this sieve, which is about 10 cm above the liquid, the weighing dish is placed and closed the shaker with a lid.
Als Flüssigkeit wird eine gesättigte wässrige Lösung von Kaliumchlorid verwendet, welche bei 25°C eine Luftfeuchtigkeit von 84.3% erzeugt. Die so eingestellte Luftfeuchtigkeit entspricht der über das Jahr gemittelten Luftfeuchtigkeit in Deutschland.The liquid used is a saturated aqueous solution of potassium chloride, which produces an air humidity of 84.3% at 25 ° C. The humidity set in this way corresponds to the humidity averaged over the year in Germany.
Durch Differenzwägung des Gewichts der Wägeschale samt Inhalt in bestimmten Zeitabständen ist es möglich die Wasseraufnahme des Polymerfilms zu verfolgen.By differential weighing the weight of the weighing pan with its contents at certain intervals, it is possible to track the water absorption of the polymer film.
Die Feuchtigkeitsaufnahmemessungen wurden entsprechend mit den in der Tabelle 22 angegeben Messparametern durchgeführt: Tabelle 22: Parameter der Feuchtigkeitsaufnahmemessungen am Beispiel HEMA-MAS
Die
Es zeigt sich, dass zwar pH-Wert, Monomerverhältnis und Initiatormenge einen Einfluss auf die Wasseraufnahmekapazität der Copolymere ausüben, jedoch liegen die Kapazitäten alle im erfindungsgemäßen Bereich.It turns out that while the pH, monomer ratio and amount of initiator exert an influence on the water absorption capacity of the copolymers, the capacities are all in the range according to the invention.
Das erfindungsgemäße HEMA-MAS Copolymer (20:80) kann beispielsweise in 8 h 72% bzw. in 48 h 100% des Eigengewichts an Wasser aufnehmen, wie
Die Copolymere der Struktur (II), HEMA-GAE, zeigen ebenfalls eine gute Wasseraufnahmefähigkeit, wie Tabellen 23, 24, 25 und die
Die Copolymere der Struktur (III), HEMA-GMA, zeigen ebenfalls eine gute Wasseraufnahmefähigkeit, wie
Glycerylmethacrylat – GMA wird ggf. auch abgekürzt als GLMA bezeichnet. Glyceryl methacrylate - GMA may also be abbreviated to GLMA.
In gleicher Weise zeigen auch die Copolymere der Struktur (VI), GM-MAS, eine gute Wasseraufnahmefähigkeit, wie
Die Feuchtigkeitsabgabemessung erfolgte im Anschluß an die 8–48 stündige Befeuchtung der Polymerfilme mittels einer gesättigten Kaliumcarbonat Sesquihydratlösung. Dazu wurde die gesättigte Kaliumchloridlösung aus dem Shaker entfernt und dieser nach gründlicher Reinigung und Trocknung mit der gesättigten Kaliumcarbonatlösung befüllt. Die Wägeschälchen samt Polymerfilm wurde nun in den Shaker gelegt und auf diese Weise einer Innenraumatmosphäre mit einer Luftfeuchtigkeit von 43.2% ausgesetzt. Die Messungen erfolgten über 8 Stunden mit stündlicher Aufzeichnung.The moisture release measurement was made following the 8-48 hour moistening of the polymer films by means of a saturated potassium carbonate sesquihydrate solution. For this purpose, the saturated potassium chloride solution was removed from the shaker and this filled after thorough cleaning and drying with the saturated potassium carbonate solution. The weighing dish together with the polymer film was now placed in the shaker and exposed in this way to an interior atmosphere with a relative humidity of 43.2%. The measurements were made over 8 hours with hourly recording.
Die Feuchtigkeitsabgabemessung wurde entsprechend mit den in der nachfolgenden Tabelle 26 angegeben Messparametern, am Beispiel der HEMA-MAS Copolymere, durchgeführt: Tabelle 26: Parameter der Feuchtigkeitsabgabemessungen Beispiel der HEMA-MAS Copolymere
Die
Aus den Messungen wird erneut der Einfluss der Monomer-Verhältnisse und Initiatormenge deutlich.From the measurements again the influence of the monomer ratios and amount of initiator becomes clear.
Das besonders bevorzugte erfindungsgemäße Copolymer HEMA-MAS 80:20 hält nach 8 h immer noch 30% des Eigengewichts an Restfeuchte, wie
Der Einsatz der erfindungsgemäßen Copolymere als langfristigem Befeuchtungsmittel ist damit möglich.The use of the copolymers according to the invention as a long-term moisturizer is thus possible.
Die nachfolgenden Tabellen 27 bis 30 zeigen einen Vergleich der Feuchtigkeitskinetiken. Tabelle 27:
Die nachfolgende Tabelle 31 zeigt in der Übersicht charakteristische Wasseraufnahme- bzw. abgabewerte der erfindungsgemäßen Copolymere. Tabelle 31:
Es zeigte sich, dass die Feuchtigkeitsaufnahmekapazität von den Monomerverhältnissen zueinander abhängt. So zeigte sich ausgehend von dem HEMA:MAS 25:75-Copolymer bis hin zum HEMA:MAS 20:80-Copolymer eine stetig steigende Feuchtigkeitsaufnahmekapazität. Dabei liegt das Maximum nicht wie erwartet beim HEMA:MAS 10:90-Copolymer, sondern bei dem HEMA:MAS 20:80-Verhältnis. Eine mit 69.5% ebenso deutlich hohe Kapazität hat bereits das HEMA:MAS 25:75-Copolymer. Die HEMA:MAS-Copolymere aus den Monomerverhältnissen 50:50 (72.8%), 40:60 (87.8%), 30:70 (95.8%) und 20:80 (110.8%) weisen eine steigende Kapazität auf.It was found that the moisture absorption capacity depends on the monomer ratios. From the HEMA: MAS 25: 75 copolymer to the HEMA: MAS 20: 80 copolymer, a steadily increasing moisture absorption capacity was found. The maximum is not as expected for the HEMA: MAS 10: 90 copolymer, but for the HEMA: MAS 20: 80 ratio. One with 69.5% as well The HEMA: MAS 25:75 copolymer already has a remarkably high capacity. The HEMA: MAS copolymers from the monomer ratios 50:50 (72.8%), 40:60 (87.8%), 30:70 (95.8%) and 20:80 (110.8%) have an increasing capacity.
Die im Anschluß an das Erreichen der Sättigung durchgeführte Feuchtigkeitsabgabemessung ergab ein analoges Ergebnis. Danach gibt das HEMA:MAS 20:80-Copolymer mit 79.6% das meiste, das HEMA:MAS 10:90-Copolymer mit 31.1 das wenigste Wasser innerhalb von 8 Stunden ab.The moisture release measurement carried out after reaching saturation gave an analogous result. Thereafter, the HEMA: MAS 20:80 copolymer with 79.6% gives off most of the HEMA: MAS 10: 90 copolymer with 31.1 the least in 8 hours.
Die erfindungsgemäßen Copolymere, insbesondere diejenigen mit einem mittleren Molgewicht kleiner 10.000 g/mol und einem HEMA-MAS Verhältnis im Bereich 75:25 bis 10:90, sind aufgrund ihrer Wasser- und Glycerinlöslichkeit sowie der Feuchtigkeitsaufnahme- als auch -abgabeeigenschaften als Feuchtigkeitsregulatoren in verschiedenen Bereichen und Formulierungen verwendbar. Insbesondere sind die erfindungsgemäßen Copolymere als Feuchtigkeitsregulatoren in kosmetischen oder dermatologischen Zubereitungen einsetzbar, indem sie vorteilhaft die Hautbefeuchtung verbessern helfen können.The copolymers according to the invention, in particular those having an average molecular weight of less than 10,000 g / mol and a HEMA-MAS ratio in the range 75:25 to 10:90, are suitable as moisture regulators in various forms due to their water and glycerol solubility and the moisture absorption and release properties Areas and formulations usable. In particular, the copolymers according to the invention can be used as moisture regulators in cosmetic or dermatological preparations in that they can advantageously help to improve skin moisturization.
Auch die weiteren Vergleichsuntersuchungen belegen die Wasseraufnahmekapazität der erfindungsgemäßen Copolymere.The further comparative investigations also confirm the water absorption capacity of the copolymers according to the invention.
So wurden Untersuchungen des Wasseraufnahmevermögens bei 32°C von verschiedenen in der Kosmetik bekannten Mitteln, wie Moisturizer und Emulgatoren, nach 6 Stunde, 1 Tag und 1 Woche durchgeführt. 32°C stellt dabei die übliche Hautoberflächentemperatur dar. Die nachfolgende Tabelle 32 zeigt die Wasseraufnahme bei 32°C und 100% rel. Luftfeuchte. Die Zunahme wurde gravimetrisch in Bezug zum Ausgangsgewicht bestimmt. Tabelle 32: Wasseraufnahmekapazitäten
Es zeigt sich, dass die erfindungsgemäßen Copolymere eine annähernd gute Wasseraufnahme wie die als Befeuchtungsmittel bekannten Glycerin, Sorbitol und Harnstoff aufweisen.It can be seen that the copolymers according to the invention have an approximately good water absorption, such as the glycerol, sorbitol and urea known as humectants.
In einer weiteren Vergleichsuntersuchung wurde der Wassergehalt in Schweinehaut ermittelt, was eine anwendungsbezogenere Methodik der Ermittlung der Befeuchtungsleistung kosmetischer Stoffe darstellt. In a further comparative study, the water content in pig skin was determined, which represents a more application-oriented method of determining the moistening performance of cosmetic substances.
Die Bestimmung erfolgte mittels ATR-IR Spektroskopie. In
Die Wasseraufnahme und Befeuchtungsleistung der erfindungsgemäßen Copolymere in der Haut ist damit gezeigt. Überraschenderweise liegt die Befeuchtungsleistung der Copolymere sogar im Bereich des Glycerins.The water absorption and moistening performance of the copolymers according to the invention in the skin is thus shown. Surprisingly, the wetting performance of the copolymers is even in the range of glycerol.
Als weiteren Beleg für die Hautbefeuchtungsleistung der erfindungsgemäßen Copolymere ist eine Langzeit-Corneometrie Studie am Beispiel der HEMA-MAS Copolymere durchgeführt worden. Dazu wurden zwei 5%ige wässrige Lösungen der HEMA-MAS Copolymere (Copolymer mit Mn = 3387 g/mol und Copolymer mit Mn = 6277 g/mol) 2 mal pro Tag 2 Wochen lang auf die Unterarme von Testpersonen appliziert. Vor der erste Produktapplikation (t0), 7 Tage (t1) und 14 Tage nach der ersten Produktapplikation (t2) wurde die Hautbefeuchtung der jeweiligen behandelten Areale sowie eines unbehandelten Areals des Unterarms mittels Corneometrie gemessen.As a further proof of the skin moisturizing performance of the copolymers according to the invention, a long-term corneometry study using the example of the HEMA-MAS copolymers has been carried out. For this purpose, two 5% aqueous solutions of the HEMA-MAS copolymers (copolymer with Mn = 3387 g / mol and copolymer with Mn = 6277 g / mol) 2 times a day for 2 weeks applied to the forearms of subjects. Before the first product application (t0), 7 days (t1) and 14 days after the first product application (t2), skin moisturization of the respective treated areas as well as of an untreated area of the forearm was measured by corneometry.
Die jeweiligen Corneometereinheit-Unterschiede t1 – t0 sowie t2 – t0 sind in
Die Copolymerlösungen befeuchten die Haut und sind als Hautbefeuchtungsmittel vorteilhaft in kosmetischen oder dermatologischen Zubereitungen somit einsetzbar.The copolymer solutions moisturize the skin and are thus advantageously usable as skin moisturizing agents in cosmetic or dermatological preparations.
Die Copolymere, eignen sich damit exzellent als Hautbefeuchtungsmittel mit den Vorteilen einer Hautbefeuchtung an der Oberfläche und einer Filmbildung auf der Oberfläche, die das schnelle Verdampfen des Wassers auf der Hautoberfläche verhindert und die Haut vor Umwelteinflüsse schützt.The copolymers are thus excellently suitable as a skin moisturizer with the benefits of skin moisturization on the surface and film formation on the surface, which prevents the rapid evaporation of the water on the skin surface and protects the skin from environmental influences.
Es sind darüber hinaus auch die olfaktorischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Copolymere untersucht worden, wie in nachfolgenden Tabellen 33 und 34 gezeigt. Tabelle 33 Olfaktorische Eigenschaften HEMA-MAS-Copolymere
Wie die Tabellen 33 und 34 zeigen, sind die erfindungsgemäßen Copolymere als Kosmetikbestandteil damit auch aus ästhetisch/olfaktorischen Gründen einsetzbar. Dies ist bei den üblichen Polymeren des Standes der Technik häufig nicht gegeben. As shown in Tables 33 and 34, the copolymers according to the invention can thus also be used as a cosmetic component for aesthetic / olfactory reasons. This is often not the case with the conventional polymers of the prior art.
Die erfindungsgemäßen Copolymere ermöglichen durch ihre sehr gute Wasserlöslichkeit, dass ihr Anteil in wasserbasierten Darreichungssystemen, wie beispielsweise Gelen oder Emulsionen, weit über den üblichen Anteilsbereichen der Polymere des Standes der Technik liegt.Due to their very good solubility in water, the copolymers according to the invention make it possible that their proportion in water-based delivery systems, such as, for example, gels or emulsions, is far beyond the usual proportions of the polymers of the prior art.
Vorteilhaft können die erfindungsgemäßen Copolymere zu einem Anteil bis zu 50 Gew.% der Zubereitung zugesetzt werden. Insbesondere liegt der Gewichtsanteil der erfindungsgemäßen Copolymere vorteilhaft im Bereich von 1 bis 20 Gew.%, insbesondere im Bereich von 2,5 bis 10 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmasse der Zubereitung.Advantageously, the copolymers according to the invention can be added to a proportion of up to 50% by weight of the preparation. In particular, the proportion by weight of the copolymers according to the invention is advantageously in the range from 1 to 20% by weight, in particular in the range from 2.5 to 10% by weight, based on the total mass of the preparation.
Die erfindungsgemäßen Copolymere weisen relativ kleine Molekulargewichte von unter 17.000 g/mol, vorteilhaft weniger als 10.000 g/mol und insbesondere im Bereich von 3.000 bis 7.000 g/mol auf, und sind trotzdem extrem gut wasseraufnehmend. Insbesondere aus trockenen Phasen, wie beispielsweise als Emulsionsrückstand auf der Haut bzw. wasserbindend nach Wasserabgabe bei 40% relative Luftfeuchtigkeit (trockene Räume).The copolymers according to the invention have relatively small molecular weights of less than 17,000 g / mol, advantageously less than 10,000 g / mol and in particular in the range of 3,000 to 7,000 g / mol, and are nevertheless extremely good at absorbing water. Especially from dry phases, such as emulsion residue on the skin or water-binding after water release at 40% relative humidity (dry rooms).
Wie die Untersuchungen gezeigt haben, behält beispielsweise das Copolymer 8 h nach der Applikation immer noch 30% an Restfeuchte (bei 43% rel. Luftfeuchte), die weiter die Haut anfeuchten kann. Ein Langzeitbefeuchtungseffekt ist damit gegeben.As the investigations have shown, for example, the copolymer still retains 30% residual moisture (at 43% relative humidity) 8 hours after application, which can further moisturize the skin. A long-term humidifying effect is thus given.
Die Copolymere sind wasserlöslich. Wasserlöslich ist zu verstehen als Löslichkeit von mindestens 10 g Copolymer per 100 g Wasser bei einer Temperatur von 20°C.The copolymers are water-soluble. Water-soluble is to be understood as the solubility of at least 10 g of copolymer per 100 g of water at a temperature of 20 ° C.
Trotz der geringen Klebrigkeit der Copolymere, wenn das wassergelöste Polymer auf die Haut aufgebracht wird und das Wasser langsam verdampft, so dass nur der Polymerrückstand auf der Haut verbleibt, kann sich ein Film auf der Hautoberfläche bilden.Despite the low tackiness of the copolymers, when the water-soluble polymer is applied to the skin and the water evaporates slowly leaving only the polymer residue on the skin, a film may form on the skin surface.
Das die erfindungsgemäßen Copolymere in Wasser keine Gele bilden macht sie universell einsetzbar ohne zusätzliche Viskositätsproblematiken der Endzubereitungen betrachten zu müssen. In gleicher Weise vorteilhaft ist deren Eigenschaft zu sehen in wässrigen Zubereitungen oder Emulsionen nicht verdickend zu wirken.The copolymers according to the invention in water do not form gels makes them universally applicable without having to consider additional viscosity problems of the final preparations. Equally advantageous is their property of not being thickening in aqueous preparations or emulsions.
Die Nicht-Gelbildung sowie die Nicht-Verdickungswirkung der erfindungsgemäßen Copolymere macht einen entscheidenden Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Polymeren mit (Meth)acrylatbausteinen aus.The non-gelation and the non-thickening action of the copolymers according to the invention makes a decisive difference to the polymers known from the prior art with (meth) acrylate building blocks.
Die Nicht-Gelbildung und Nicht-Verdickungswirkung der erfindungsgemäßen Copolymere wurde mittels Viskositätsmessungen der Beispielzubereitungen 11, 13, 16 und 18 untersucht. Die Viskosität wurde mit Hilfe eines Viscotester VT-02, der Firma Haake bei 20°C mit Hilfe des Drehkörpers 1 bzw. 2 und Ablesung der Skala 1 bzw. 2 bestimmt (entspricht einer Scherrate von 10 Pa/s).The non-gelation and non-thickening effect of the copolymers of the invention was investigated by viscosity measurements of
Es zeigten sich folgende Viskositäten:
Beispiel 11: O/W-Emulsion mit Glycerin und ohne HEMA-MAS Copolymer: 5750 mPas
Beispiel 13: O/W-Emulsion mit Glycerin und 5 Gew.% HEMA-MAS Copolymer: 4200 mPas
Beispiel 16: O/W-Emulsion ohne Glycerin und ohne HEMA-MAS Copolymer: 5800 mPas
Beispiel 18: O/W-Emulsion ohne Glycerin und mit 5 Gew.% HEMA-MAS Copolymer: 3950 mPas.The following viscosities were evident:
Example 11: O / W emulsion with glycerine and without HEMA-MAS copolymer: 5750 mPas
Example 13: O / W emulsion with glycerol and 5 wt.% HEMA-MAS copolymer: 4200 mPas
Example 16: O / W emulsion without glycerol and without HEMA-MAS copolymer: 5800 mPas
Example 18: O / W emulsion without glycerol and with 5 wt.% HEMA-MAS copolymer: 3950 mPas.
Die Viskositätsdaten zeigen, dass durch den Zusatz an Copolymer kein Anstieg der Viskosität der Zubereitungen eintritt. Die Copolymere wirken in wässrigen Zubereitungen daher nicht gelbildend oder verdickend.The viscosity data show that the addition of copolymer does not increase the viscosity of the preparations. The copolymers therefore have no gel-forming or thickening effect in aqueous preparations.
Ebenso ist eine Gelbildung oder Verdickung auch optisch nicht zu beobachten.Likewise, a gelation or thickening is also not visible optically.
Die Viskositätsmessungen zeigen vielmehr, dass die Viskosität der Zubereitungen mit HEMA-MAS Copolymeren überraschenderweise niedriger ist als die vergleichbaren Zubereitungen ohne HEMA-MAS Copolymere. Das HEMA-MAS Copolymer macht das System sogar ggf. etwas flüssiger, niedriger viskos.On the contrary, the viscosity measurements show that the viscosity of the preparations with HEMA-MAS copolymers is surprisingly lower than the comparable preparations without HEMA-MAS copolymers. The HEMA-MAS copolymer may even make the system slightly more fluid, lower viscous.
Die Verwendung und der Einsatz der erfindungsgemäßen Copolymere ist in verschiedenen Darreichungsformen, d. h. Zubereitungen oder Mitteln, möglich. Die erfindungsgemäßen Copolymere können insbesondere in wasserbasierten Zubereitungen verwendet werden, bei denen eine Wasserlöslichkeit, Wasserauf- oder abgabe von Vorteil ist und ein Einfluss auf die Viskosität der Zubereitungen vermieden werden sollte (Vermeidung der Gelbildung oder Verdickung). The use and the use of the copolymers according to the invention is possible in various dosage forms, ie preparations or agents. The copolymers according to the invention can be used in particular in water-based preparations in which water solubility, water introduction or release is advantageous and an influence on the viscosity of the preparations should be avoided (avoidance of gel formation or thickening).
Die erfindungsgemäßen Copolymere können insbesondere in beliebigen üblichen Zubereitungsformen eingesetzt werden, wie W/O-Emulsionen, O/W-Emulsionen, Hydrodispersionen, Gele, alkoholische Zubereitungen, kosmetische Sprays, Pads, Tuch, Pflaster, W/S, S/W, Mikroemulsion, Nanoemulsion, Mousse, Schaum, PIT-Emulsion, Hydrogel, Hydrodispersionsgel, multiple Emulsion, Salbe, Creme-Gel, Creme-Lotion, insbesondere W/O-, O/W- oder W/O/W-Emulsionen. Auch in Gelzubereitungen lassen sich die erfindungsgemäßen Copolymere einsetzen, wobei sich das Gel natürlich dann nicht aufgrund der Copolymere sondern aufgrund der üblichen Gel-Zubereitungsbestandteile bildet.The copolymers of the invention can be used in particular in any customary preparation forms, such as W / O emulsions, O / W emulsions, hydrodispersions, gels, alcoholic preparations, cosmetic sprays, pads, cloth, plaster, W / S, b / w, microemulsion , Nanoemulsion, mousse, foam, PIT emulsion, hydrogel, hydrodispersion gel, multiple emulsion, ointment, cream gel, cream lotion, in particular W / O, O / W or W / O / W emulsions. The copolymers according to the invention can also be used in gel preparations, the gel then naturally not being formed on the basis of the copolymers but on the basis of the customary gel preparation ingredients.
Vorzugsweise handelt es sich um kosmetische oder dermatologische Zubereitungen denen die erfindungsgemäßen Copolymere zugesetzt werden können. Die Zubereitungen gemäß der Erfindung können dann ferner kosmetische Hilfsstoffe und weitere Wirkstoffe enthalten, wie sie üblicherweise in solchen Zubereitungen verwendet werden, z. B. Konservierungsmittel, Konservierungshelfer, Bakterizide, Parfüme, Substanzen zum Verhindern des Schäumens, Farbstoffe und Farbpigmente, Verdickungsmittel, anfeuchtende und/oder feuchthaltende Substanzen, Fette, Öle, Wachse oder andere übliche Bestandteile einer kosmetischen oder dermatologischen Formulierung wie Alkohole, Polyole, Polymere, Schaumstabilisatoren, Elektrolyte, organische Lösungsmittel oder Silikonderivate sofern der Zusatz die geforderten Eigenschaften nicht beeinträchtigt.Preference is given to cosmetic or dermatological preparations to which the copolymers according to the invention can be added. The preparations according to the invention may then further contain cosmetic adjuvants and other active ingredients, such as are commonly used in such preparations, for. Preservatives, preservatives, bactericides, perfumes, anti-foaming agents, dyes and color pigments, thickeners, moisturizing and / or moisturizing substances, fats, oils, waxes or other common ingredients of a cosmetic or dermatological formulation such as alcohols, polyols, polymers, Foam stabilizers, electrolytes, organic solvents or silicone derivatives, provided that the additive does not impair the required properties.
Vorteilhaft umfassen die kosmetischen oder dermatologischen Zubereitungen Wirkstoffe und/oder deren Derivate, wie z. B. alpha-Liponsäure, Phytoen, D-Biotin, Coenzym Q10, alpha-Glucosylrutin, Carnitin, Carnosin, natürliche und/oder synthetische Isoflavonoide, Kreatin, Fumarsäureester, Ectoin und dessen Derivate, Teeextrakte, Folsäure, Arginin und seine Salze, Taurin, Glycerylglucose und/oder β-Alanin. Diese Wirkstoffe können zu einem Anteil von 0,001 bis 10 Gewichts-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zubereitung, vorteilhaft in dieser enthalten sein.Advantageously, the cosmetic or dermatological preparations comprise active ingredients and / or derivatives thereof, such as. Alpha-lipoic acid, phytoene, D-biotin, coenzyme Q10, alpha-glucosylrutin, carnitine, carnosine, natural and / or synthetic isoflavonoids, creatine, fumaric acid esters, ectoine and its derivatives, tea extracts, folic acid, arginine and its salts, taurine, Glyceryl glucose and / or β-alanine. These active ingredients may be contained in a proportion of 0.001 to 10% by weight, based on the total weight of the preparation, advantageously in this.
Zusätzlich zu der eigenen Befeuchtungsleistung, die durch den Einsatz der Copolymere den Zubereitungen vermittelt wird, können weitere Feuchthaltemittel, sogenannte Moisturizer den Zubereitungen hinzugefügt werden.In addition to its own moistening performance, which is imparted to the formulations by the use of the copolymers, it is possible to add further moisturizers, so-called moisturizers, to the preparations.
Als Moisturizer werden Stoffe oder Stoffgemische bezeichnet, welche kosmetischen oder dermatologischen Zubereitungen die Eigenschaft verleihen, nach dem Auftragen bzw. Verteilen auf der Hautoberfläche die Feuchtigkeitsabgabe der Hornschicht (auch transepidermal water loss (TEWL) genannt) zu reduzieren und/oder die Hydratation der Hornschicht positiv zu beeinflussen.Moisturizers are substances or mixtures of substances which give cosmetic or dermatological preparations the property of reducing the moisture release of the horny layer (also called transepidermal water loss (TEWL) after application or spreading on the skin surface) and / or hydrating the horny layer positively to influence.
Bevorzugt liegt der Anteil an zusätzlichen Hautbefeuchtungsmitteln im Bereich von 1 bis zu 20 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmasse der Zubereitung.The proportion of additional skin moisturizing agents is preferably in the range from 1 to 20% by weight, based on the total mass of the preparation.
Vorteilhafte Moisturizer im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Glycerin. Weiterhin sind aber Milchsäure, Butylenglykol, Sorbitol, Pyrrolidoncarbonsäure, polymere Moisturizer aus der Gruppe der wasserlöslichen und/oder in Wasser quellbaren und/oder mit Hilfe von Wasser gelierbaren Polysaccharide als Moisturizer zu verwenden. Insbesondere vorteilhaft sind beispielsweise kurzkettige Hyaluronsäure (< 50.000 Dalton) und langkettige Hyaluronsäure (> 50.000 Dalton), Chitosan und/oder ein fucosereiches Polysaccharid, welches in den Chemical Abstracts unter der Registraturnummer 178463-23-5 abgelegt und z. B. unter der Bezeichnung Fucogel®1000 von der Gesellschaft SOLABIA S. A. erhältlich ist.Advantageous moisturizers for the purposes of the present invention are in particular glycerol. However, furthermore, lactic acid, butylene glycol, sorbitol, pyrrolidonecarboxylic acid, polymeric moisturizers from the group of water-soluble and / or water-swellable and / or water-gellable polysaccharides can be used as moisturizers. Particularly advantageous are, for example, short-chain hyaluronic acid (<50,000 daltons) and long-chain hyaluronic acid (> 50,000 daltons), chitosan and / or a fucose-rich polysaccharide, which is filed in the Chemical Abstracts under the registry number 178463-23-5 and z. B. under the name Fucogel ® 1000 of the company SOLABIA SA is available.
Insbesondere in Kombination mit den bekannten Moisturizern, wie Glycerin, ist mit den erfindungsgemäßen Copolymeren ein Doppelbefeuchtungseffekt erreichbar.In particular in combination with the known moisturizers, such as glycerol, a double wetting effect can be achieved with the copolymers according to the invention.
Glycerin wirkt in kosmetischen oder dermatologischen Zubereitungen dabei bekanntermassen als Tiefenbefeuchter und die Copolymere als Oberflächenbefeuchter.As is known, glycerol acts as a deep moisturizer in cosmetic or dermatological preparations and the copolymers as surface moisturizers.
Die erfindungsgemäßen Copolymere steigern aufgrund ihrer dargestellten Eigenschaften die Pflege- und/oder Wirkleistung kosmetischer oder dermatologischer Zubereitungen. Dabei bedeutet erfindungsgemäß eine Erhöhung der Pflege- oder Wirkleistung, dass die Pflege- oder Wirkleistung, wie beispielsweise die Befeuchtung der Haut, verursacht durch den oder die enthaltenen Copolymere im Vergleich zu einer Zubereitung enthaltend die gleichen Inhaltsstoffe ohne die Copolymere erhöht ist.Due to their properties, the copolymers according to the invention increase the care and / or active power of cosmetic or dermatological preparations. According to the invention, an increase in the care or active power means that the care or active power, such as the Moisturizing the skin caused by the copolymer (s) contained in comparison with a preparation containing the same ingredients without the copolymers being increased.
Die erfindungsgemäßen Zubereitungen können zur topischen Applikation formuliert sein. Unter topisch applizierbaren Zubereitungen werden erfindungsgemäß insbesondere Lotionen, Gele, Emulsionen, Aerosol-Mousse, pumpbare Zubereitungen, Cremes sowie mit den Zubereitungen getränkte oder beladene Tücher, Pads oder Pflaster verstanden.The preparations according to the invention can be formulated for topical application. According to the invention, topically administrable preparations are, in particular, lotions, gels, emulsions, aerosol mousses, pumpable preparations, creams and wipes, pads or patches impregnated or loaded with the preparations.
Die nachfolgenden Beispiele zeigen kosmetische Zubereitungen, in denen die erfindungsgemäßen Copolymere eingearbeitet wurden. Die Zahlenangaben beziehen sich auf Gewichtsanteile bezogen auf die Gesamtmasse der jeweiligen Zubereitung.The following examples show cosmetic preparations in which the copolymers according to the invention have been incorporated. The numbers refer to parts by weight based on the total mass of the respective preparation.
Beispiele 1, 6, 11 und 16 sind nicht erfindungsgemäße Vergleichsbeispiele, die gegenüber den erfindungsgemäßen Beispielzubereitungen eine verminderte Feuchtigkeitsleistung aufweisen. Beispiele
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Herstellung und Charakterisierung von Hydrogelen als Kontaktlinsenmaterialien – Vortrag anlässlich der Tagung der Fachgruppe ”Makromolekulare Chemie” der Gesellschaft Deutscher Chemiker über ”Polymere und Wasser” in Bad Nauheim am 2. und 3. April 1984 [0019] Production and Characterization of Hydrogels as Contact Lens Materials - Lecture at the Meeting of the Section "Macromolecular Chemistry" of the Gesellschaft Deutscher Chemiker on "Polymers and Water" in Bad Nauheim on April 2 and 3, 1984 [0019]
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