Il Glicole polietilenico o poliossietilene, noto anche come polietilenglicole (PEG), è un polimero ottenuto dalla polimerizzazione dell'ossido di etilene. Viene utilizzato in vari settori, tra cui cosmetici, farmaceutici e applicazioni industriali, grazie alla sua versatilità come tensioattivo, emulsionante, solubilizzante e veicolante per ingredienti attivi.

Composizione Chimica e Struttura

Il poliossietilene è composto da unità ripetute di ossido di etilene (C₂H₄O) che formano lunghe catene. Queste catene sono connesse tramite atomi di ossigeno e gruppi idrossilici (-OH), che conferiscono al polimero le sue proprietà idrofobiche (attrazione per l'acqua).

La struttura chimica generale del poliossietilene può essere rappresentata come:

• (-CH₂CH₂O-)n: dove "n" rappresenta il numero di unità di ossido di etilene nella catena polimerica.

La lunghezza della catena polimerica (il valore di n) può variare, il che influisce sulle proprietà del poliossietilene, come la solubilità e la viscosità. Il poliossietilene con catene più corte è generalmente liquido, mentre le catene più lunghe formano sostanze solide o cerose.

Proprietà Fisiche

• Aspetto: Il poliossietilene può variare da liquido a solido, a seconda del peso molecolare (o della lunghezza della catena) del polimero. In genere, è incolore e inodore.

• Solubilità: Il poliossietilene è altamente solubile in acqua e in molti solventi organici. Viene spesso utilizzato per migliorare la solubilità di ingredienti scarsamente solubili in acqua.

• Viscosità: La viscosità del poliossietilene aumenta con la lunghezza della catena polimerica, il che significa che versioni con peso molecolare inferiore sono più fluide, mentre quelle con peso molecolare più elevato sono più spesse.

• Stabilità: Il poliossietilene è stabile a temperatura ambiente, ma può degradarsi quando esposto a temperature elevate o condizioni di pH estreme per periodi prolungati.

Benefici e Funzioni

• Tensioattivo: Il poliossietilene viene utilizzato come tensioattivo in varie formulazioni, riducendo la tensione superficiale e migliorando la spalmabilità dei prodotti sulla pelle o altre superfici.

• Emulsionante: Aiuta a formare emulsioni stabili combinando oli e acqua, rendendolo utile in prodotti come creme, lozioni e shampoo.

• Solubilizzante: È utilizzato per solubilizzare ingredienti idrofobici (come oli o fragranze) in soluzioni acquose, rendendo più facile l'incorporazione di ingredienti a base oleosa in formulazioni a base di acqua.

• Veicolante per ingredienti attivi: Il poliossietilene è spesso utilizzato come veicolante per aiutare a trasportare ingredienti attivi nei prodotti cosmetici e farmaceutici, migliorandone l'assorbimento e l'efficacia.

Applicazioni

Cosmetici e Cura della Persona

• Idratanti: Il poliossietilene è comunemente utilizzato in lozioni, creme e sieri per migliorare la consistenza, la stabilità e l'idratazione.

• Shampoo e balsami: È utilizzato come emulsionante e condizionante nei prodotti per i capelli, per migliorare la miscela di ingredienti e migliorare la morbidezza dei capelli.

• Detergenti per il viso e tonici: Funziona come solubilizzante per oli e aiuta a rimuovere sporco e impurità.

• Deodoranti: Il poliossietilene viene utilizzato come emulsionante nelle formulazioni dei deodoranti per garantire un'applicazione uniforme del prodotto sulla pelle.

• CAS: 25322-68-3

Farmaceutici

• Creme e pomate: Il poliossietilene è incluso nelle formulazioni per migliorare la consegna degli ingredienti attivi e migliorare la consistenza del prodotto.

• Farmaci orali: Viene utilizzato nelle formulazioni di compresse come legante e solubilizzante per garantire una corretta assunzione dei composti attivi.

Applicazioni Industriali

• Lubrificanti e grassi: Il poliossietilene è utilizzato nei lubrificanti industriali per migliorare la fluidità e ridurre l'attrito.

• Industria tessile: Viene impiegato come tensioattivo nei trattamenti dei tessuti e nei detergenti.

Considerazioni Ambientali e di Sicurezza

• Biodegradabilità: Il poliossietilene è biodegradabile, il che lo rende ecologico quando smaltito correttamente. Tuttavia, può accumularsi negli ambienti acquatici se non gestito correttamente.

• Sicurezza: È generalmente considerato sicuro per l'uso nei cosmetici e nei farmaci, non tossico e non irritante a basse concentrazioni. Tuttavia, è importante utilizzarlo seguendo le linee guida raccomandate per evitare potenziali effetti avversi.

• Sostenibilità: Il poliossietilene è derivato dall'ossido di etilene, un prodotto petrolchimico. Sebbene sia ampiamente utilizzato, la sua sostenibilità dipende dalla fonte di ossido di etilene e dal processo di produzione.

I PEG (Polyethylene glycol) polimerizzano l'ossido di etilene condensato ed acqua e sono definiti glicoli polietilenici, ma in realtà sono complessi componenti chimici, polimeri legati insieme. Ad esempio, la plastica è polietilene ed ha una consistenza dura, mentre il polietilene aggregato al glicole forma un liquido. La PEGilazione è prodotta, oltre che come eterificazione, anche come transesterificazione che è la trasformazione di un alcol tramite un estere. 

Il numero che compare dopo la sigla PEG rappresenta il peso molecolare e più questo numero è alto, meno penetra nella pelle. 

La dizione "eth" si riferisce alla reazione di etossilazione con ossido di etilene dopo la quale potrebbero rimanere residui di ossido di etilene e 1,4-diossano, composti chimici ritenuti cancerogeni. Il grado di sicurezza dipende quindi dal grado di purezza del composto ottenuto. Non risulta che alcun produttore fornisca questo dato in etichetta, almeno alla data di questa recensione.

Kim MC, Park SY, Kwon SY, Kim YK, Kim YI, Seo YS, Cho SM, Shin EC, Mok JH, Lee YB. Application of Static Headspace GC-MS Method for Selective 1,4-Dioxane Detection in Food Additives. Foods. 2023 Sep 2;12(17):3299. doi: 10.3390/foods12173299. 

Abstract. "Efficient detection methods must be developed for 1,4-dioxane due to its suspected status as a human carcinogen, which is highly mobile in food and environmental resources. In this regard, this experiment has been conducted to develop reliable and selective detection and measurement methods by using static headspace (SH) isolation, followed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). A new method was developed for determining the spiked 1,4-dioxane contents in a polyethylene glycol 600 (PEG 600). The optimal condition for SH-GC-MS was discussed. The representative ions of 1,4-dioxane and 1,4-dioxane-d8 in the SIM mode of MS are 88 and 96, respectively, and the peaks of the SIM mode were separated and confirmed. The linear range for the method covers 0.25 to 100 mg/L with a coefficient of determination (R2) ≥ 0.999. The method applicability was demonstrated by spike recovery across a variety of food additives (i.e., chlorine bitartrate, choline chloride, polysorbate 20 and 60, and PEG 1000). All spike recovery from the tested samples was in the range of 89.50-102.68% with a precision of 0.44-11.22%. These findings suggest a new analytical method for food safety inspection, and could be applicable for ensuring the safety of foods and environmental and public health on a broad scale."