PEG-90 to nazwa systemowa INCI, czyli Międzynarodowego Nazewnictwa Składników Kosmetycznych (International Nomenclature of Cosmetic Ingredients) substancji chemicznej, będącej syntetycznym polimerem, o alternatywnej nazwie glikol polietylenowy. Skrót PEG oznacza pochodzenie chemiczne substancji, czyli właśnie “glikol polietylenowy”, natomiast cyfra znajdująca się jako drugi człon nazwy, informuje nas o średniej ilości charakterystycznych cząstek o wzorze półstrukturalnym –CH2-CH2-O-. Numer 90 oznacza więc, że podczas wytwarzania tej substancji, glicerol został oksyetylenowany dziewięćdziesięcioma molami tlenku etylenu.

PEG-90 jest przedstawicielem dużej grupy syntetycznych eterów glikolu etylenowego, polimerów o szerokim zastosowaniu. Ze względu na swoje powszechne zastosowania PEGi są bardzo dobrze przebadane, znane są ich profile toksykologiczne, a badania wykazują, że nie charakteryzują się one działaniami mutagennymi czy genotoksycznymi. Produkt nie podlega klasyfikacji według Rozporządzenia (WE) Nr 1272/2008 [CLP/GHS], a więc nie został uznany za stanowiący zagrożenie dla zdrowia ludzkiego lub środowiska. PEG-90 jest uważany za bezpieczny składnik kosmetyczny i został zatwierdzony zarówno przez Unię Europejską, jak i amerykańską Agencję Żywności i Leków (FDA). Globalny identyfikator numeryczny substancji chemicznych CAS dla PEG-90 to: 25322-68-3.

Właściwości

PEG-90  to rozpuszczalny w wodzie polimer o wysokiej masie cząsteczkowej (średnio wynoszącej 4000 unitów), będący pochodną tlenku etylenu. Podstawowe właściwości charakterystyczne dla substancji to temperatura wrzenia powyżej 200 stopni Celsjusza i punkt topnienia wyznaczony w temperaturze –50 stopni Celsjusza. W temperaturze pokojowej PEG-90 jest więc cieczą, klarowną i bezbarwną, charakteryzującą się wysoką lepkością. PH wodnego roztworu substancji jest neutralne lub lekko kwaśne i sięga od 5.0 do 7.0 w 14-stopniowej skali używanej do określania kwasowości, lub zasadowości roztworów wodnych.  Jako produkt handlowy występuje między innymi w formie wosku, oferowanego w formie pastylek. Jego kolor można określić jako barwa od białego po jasnożółty. Temperatura krzepnięcia produktu to około 55 stopni Celsjusza.

PEG-90 jest bardzo łatwo rozpuszczalny w wodzie oraz innych rozpuszczalnikach, takich jak: niskie alkohole alifatyczne, eter etylowy oraz chloroform. Sam posiada wiele cech idealnego rozpuszczalnika – jest bardzo łagodny, doskonale rozpuszcza się w wodzie, a jako niejonowy polimer jest również kompatybilny z wieloma powszechnie stosowanymi składnikami formulacji kosmetycznych. Ma zdolność do przyciągania cząsteczek wody, ale i do udostępniania ich podczas stosowania na skórę lub włosy. Ze względu na dużą ilość reaktywnych cząstek w swojej strukturze, stabilizuje wiele innych reaktywnych grup pochodzących od innych składników receptur. Dzięki temu PEG-90 jest świetnym składnikiem stabilizującym.

Otrzymywanie

PEG-90 na skalę przemysłową jest syntezowany poprzez polimeryzację tlenku etylenu za pomocą katalizatora, którego rolę pełni zazwyczaj wodorotlenek metalu alkalicznego lub alkoholu. Proces polega na wielokrotnym dodawaniu kolejnych moli tlenku etylenu w celu wytworzenia długiego łańcucha o powtarzających się jednostkach, aż do powstania glikolu polietylenowego o dziewięćdziesięciu molach tego tlenku. Syntezowanie glikolu polietylenowego następuje z otwarciem pierścienia, co powoduje możliwość uzyskiwania szerokiego zakresu mas cząsteczkowych oraz polidyspersyjnośći, czyli rozkładów masy cząsteczkowej. Wytwarzanie tych substancji może odbywać się w różnych geometriach – liniowej, rozgałęzionej, w kształcie litry Y oraz wieloramiennej. PEG mogą być aktywowane poprzez zastąpienie końcowej hydroksylowej grupy różnymi reaktywnymi funkcjonalnymi grupami końcowymi umożliwiającymi chemię sieciowania i koniugacji.

Zastosowanie

PEG-90 znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle kosmetycznym, głównie ze względu na swoje doskonałe właściwości emulgujące, powierzchniowo czynne oraz możliwości modyfikujące lepkość. Ponadto, glikole polietylenowe w większości przypadków są dobrze tolerowane przez skórę, nie powodują podrażnień, a także nie są podatne na działanie mikroorganizmów, dzięki czemu nie ma potrzeby dodawać do nich innych środków konserwujących. Wszechstronność substancji oraz wysoka kompatybilność z innymi składnikami kosmetyków sprawiają, że stanowi on bardzo cenny dodatek w wielu formulacjach do pielęgnacji skóry oraz innych kosmetykach, na przykład myjących. W celu poprawy tekstury, smarowności oraz stabilności formulacji powszechnie używany jest w produktach do pielęgnacji skóry, takich jak kremy, balsamy i serum. W celu znaczącej poprawy jednorodności produktu oraz ułatwione spłukiwanie, PEG-90 znajdziemy również w szamponach oraz odżywkach.

Ze względu na swoje pochodzenie, które naturalnie nie wywodzi się od zwierząt, ta substancja może być stosowana w kosmetykach wegańskich. Substancję możemy zaliczyć do humektantów, czyli środków utrzymujących wilgoć w produktach kosmetycznych. Jest środkiem powierzchniowo czynnym, który działa na dwa sposoby: emulgując oraz oczyszczając. Ze względu na swoje emulgujące właściwości, umożliwia tworzenie drobno rozproszonych mieszanin oleju i wody. Dzięki właściwością oczyszczającym doskonale sprawdza się w produktach przeznaczonych do oczyszczania skóry, włosów oraz zębów. Jest produktem bezpiecznym, nietoksycznym oraz nie powoduje podrażnienia skóry, dlatego znajduje zastosowanie jako rozpuszczalny w wodzie składnik kosmetyków twardych, takich jak pomadki do ust. Ponadto PEG-90 doskonale sprawdza się w roli nośnika substancji aktywnych oraz środku wiążącego, na przykład w kostkach do zmywarek, tabletkach do prania oraz solach do kąpieli. Na skalę przemysłową substancja stanowi również składnik preparatów smarnych, a zwłaszcza rozpuszczalnych w wodzie syntetycznych cieczy do obróbki skrawaniem, a także “heat transfer fluids’, czyli płynów przenoszących ciepło. PEG-90 używany jest również jako środek antyadhezyjny, czyli preparat, który ułatwia uwalnianie produkowanych elementów z form potrzebnych do ich wykonania. Powoduje on zmniejszenie adhezji materiału, na którym został zastosowany, co pozwala mu na szerokie wykorzystanie w przemyśle przetwórstwa gumy, tworzyw sztucznych i elastomerów.

W przemyśle tekstylnym również wykorzystuje się PEG-90, na przykład podczas procesów barwienia i wykańczania tkanin. Zastosowanie substancji podczas barwienia sprzyja równomiernemu rozprowadzaniu używanego na materiale barwnika. Użycie go w wykończeniu tkanin pozwoli osiągnąć pożądane właściwości, takie jak ich zmiękczanie. Substancja może być również używana jako składnik podczas wytwarzania włókien syntetycznych. Ze względu na dopuszczenie polietylenoglikolu jako niebezpośredniego dodatku do żywności i pozytywną jego opinię przez międzynarodowe organizacje, takie jak FDA, PEG-90 wykorzystuje się w formie plastyfikatora i środka wiążącego w produkcji ceramiki i opakowań do żywności na bazie polimerów. W procesie wulkanizacji stosuje się substancję jako aktywator bieli cynkowej podczas produkcji opon. Ze względu na właściwości prewencyjne dla procesów wysychania, ten polioksyetylenoglikol wykorzystuje się także w formulacjach farb fleksograficznych.