[pt] Os surfactantes derivados de aminoácidos são moléculas que apresentam interesse tanto acadêmico quanto industrial por apresentarem características como baixa toxicidade e alta biodegradabilidade. Dentro dessa classe destaca-se o N-Lauril Sarcosinato de Sódio que vem sendo cada vez mais utilizado para substituir surfactantes aniônicos, como o dodecil sulfato de sódio, principalmente na área de cosméticos. Entretanto, estudos sobre seu comportamento de fases ainda são escassos, principalmente envolvendo a sua interação com outras moléculas, como o caso dos polímeros. Polímeros e surfactantes são utilizados juntos em diversos processos industriais, e conhecer o resultado de suas interações é de extrema importância para controlar as propriedades da mistura, já que se diferem totalmente das propriedades individuais de seus componentes. Neste trabalho, realizou-se o estudo das estruturas e termodinâmica de autoassociação de sistemas contendo o N-Lauril Sarcosinato de Sódio (LS) e polímeros com diferentes naturezas químicas: (PEG), (PSS), (PAA) e (PDADMAC). utilizando-se as técnicas de calorimetria, tensiometria, titulação calorimétrica isotérmica (ITC), espalhamento de luz dinâmico (DLS) e de raios X a baixos ângulos (SAXS). Os resultados mostraram que a micelização do LS ocorre na faixa de 10 a 14,6 nm a 298 K, tendo seu valor dependente da sensibilidade da técnica utilizada para sua determinação. A caracterização da estrutura das micelas em água indicou que elas possuem formato elipsoide e se alongam com o aumento da concentração, mas são muito dependentes do pH do meio. Além disso, este surfactante não apresentou formação de fases líquido-cristalinas na faixa de concentração estudada. Os polímeros PEG e PSS não afetam significativamente a termodinâmica de micelização do LS. Enquanto o PEG não apresentou indícios de interação alguma com LS, o PSS pode atuar como um sal levando ao crescimento unidimensional das micelas. O PAA pode ou não interagir fortemente com o LS dependendo do pH da solução, e inclusive induzir a formação de agregados em concentrações inferiores à concentração micelar crítica (CMC). Já o PDAMAC, que apresenta carga oposta ao LS, apresenta uma forte atração eletrostática com o surfactante, levando à separação de fases, em concentrações muito menores do que a CMC. O precipitado formado apresentou a mesma estrutura encontrada para altas concentrações de surfactante puro. Este estudo mostra como a natureza química de diferentes polímeros – neutro, aniônico e catiônico – influencia nas interações com o N-Lauril Sarcosinato de Sódio e, consequentemente, nos seus processos de micelização e estruturas de autoassociação. Portanto, permite uma melhor previsão e maior controle das propriedades de formulações em que se deseja combinar polímeros e surfactantes. / [en] Surfactants derived from amino acids are molecules that exhibit a great interest in academic and industrial research, as they present characteristics such as low toxicity and high biodegradability. Within this class, N-Lauryl Sarcosinate stands out as an anionic surfactant whose application has been increasingly used to replace other anionic surfactants, such as sodium dodecyl sulfate, mainly in cosmetics. However, studies on its behavior are still scarce, mainly involving its interaction with other molecules, such as polymers. Polymers and surfactants are used together in several industrial processes and, knowing the result of their interactions is extremely important to control the properties of the mixture since they totally differ from the individual properties of its components. In this work, the study of the structures and thermodynamics of self-assembly of systems containing N-Lauryl Sarcosinate (LS) and polymers with different chemical nature: (PEG), (PSS), (PAA) and (PDADMAC) was performed using the techniques of calorimetry, tensiometry, isothermal calorimetric titration (ITC), dynamic light scattering (DLS) and Small-angle X-ray Scattering (SAXS).The results showed that the micellization of the LS occurs in the range from 10 to 14.6 nm to 298 K, with its value being dependent on the sensitivity of the technique used for its determination. The characterization of the micelle structure in water indicated that they have an ellipsoid shape and elongate with increasing concentration, but are very dependent on the pH of the medium. Also, this surfactant showed no signs of liquid-crystalline phases formation in the studied concentration range. The polymers PEG and PSS do not significantly affect the LS micellization thermodynamics. While PEG showed no evidence of any interaction with LS, PSS can act as a salt leading to the unidimensional growth of micelles. PAA may or may not interact strongly with LS depending on the solution s pH, and even induce the formation of aggregates at concentrations below the critical micellar concentration (CMC). PDADMAC, which has a charge opposite to LS, has a strong electrostatic attraction with the surfactant, leading to phase separation, in much lower concentrations than CMC. The precipitate formed had the same structure found for high concentrations of pure surfactant. This study shows how the chemical nature of different polymers - neutral, anionic, and cationic - influences interactions with N-Lauryl Sarcosinate and, consequently, in their micellization processes and self-assembly structures. Therefore, it allows a better forecast and greater control of formulations properties in which it is desired to combine polymers and surfactants.

[pt] O Sol é essencial para a vida na Terra e traz muitos benefícios ao homem, porém a sua incidência em excesso pode causar alguns distúrbios e doenças. A radiação solar afeta a pele, causando aumento do risco de câncer cutâneo, fotoenvelhecimento e exacerbação de dermatoses fotossensíveis. Para prevenir essas patologias, uma das opções é o uso de fotoprotetores, que geralmente são emulsões para uso tópico contendo filtros de radiação UV. Eles representam uma fatia importante do mercado de cosméticos e vêm se mostrando um segmento comercialmente promissor, além de ser um nicho relevante dentro da ciência cosmética para pesquisas e desenvolvimento tecnológico. A formulação de emulsões de fotoprotetores é complexa e pode envolver vários ingredientes como filtros orgânicos, filtros inorgânicos, emolientes, emulsionantes, umectantes, água e ainda conservantes, fragrâncias, ativos de tratamento, anti-oxidantes ou corantes, sendo cada um deles adicionado ou na fase aquosa ou na fase oleosa, a depender de sua polaridade. Dentre as substâncias que compõem a fase oleosa deste tipo de emulsão, podem-se destacar os emolientes e os filtros orgânicos. Diferentes classes de emolientes resultam em modificações físicoquímicas e sensoriais dos cosméticos, que são muito relevantes para uma boa aplicação. O objetivo deste projeto é estudar a influência de diferentes composições de fase oleosa, modificando-se os emolientes utilizados nas emulsões e comparando amostras com e sem filtros orgânicos, correlacionando as características dos emolientes com os resultados experimentais de caracterização das emulsões. Estas informações possibilitarão desenvolver estratégias para maior assertividade na escolha de emolientes a serem utilizados em emulsões para fotoproteção e controlar as propriedades do produto de acordo com as necessidades do consumidor e demandas de marketing das empresas cosméticas. A metodologia consiste em preparar duas versões de conjuntos de formulações, fixando-se o tipo e concentração de emulsionante e co-emulsionante, a concentração de fase oleosa e o método de preparação. A primeira versão é um conjunto de 7 amostras, em que se modifica a composição da fase oleosa alterando o emoliente utilizado. Já a segunda versão é outro conjunto de 7 amostras, porém com a adição de uma mistura de 3 filtros orgânicos comumente utilizados em fotoproteção. Após o preparo das amostras, são feitos testes de estabilidade e caracterização das propriedades físico-químicas através de análise visual, centrifugação, reologia, microscopia e difração de laser. Os resultados da caracterização indicam que a alteração da composição da fase oleosa por utilização de diferentes emolientes modifica o comportamento da emulsão formada. Foram encontrados diferentes perfis de distribuição de tamanhos de gota nas análises de microscopia e difração de laser, assim como diferenças nas curvas de fluxo, viscosidade e módulos de perda e armazenamento nas análises reológicas. A estabilidade preliminar também aponta que há dependência do emoliente utilizado com o tempo em que a emulsão permanece estável. Após a adição da mistura de filtros orgânicos, ocorrem mais alterações nas características das emulsões e as tendências de estabilidade são alteradas devido às interações entre os filtros orgânicos e os emolientes. Logo, o estudo permite maior previsibilidade e controle das propriedades de formulações de emulsões com ou sem filtros orgânicos. / [en] The Sun is essential for life on Earth and brings many benefits to the human beings, but its incidence in excess can cause some disorders and diseases. Solar radiation affects the skin, causing an increased risk of skin cancer, photoaging and exacerbation of photosensitive dermatoses. To prevent these pathologies, one of the options is the use of sunscreens, which are usually emulsions for topical use containing UV filters. They represent an important part of the cosmetics market and have shown to be a commercially promising segment, in addition to being a relevant niche within cosmetic science for research and technological development. The formulation of sunscreen emulsions is complex and may involve several ingredients such as organic filters, inorganic filters, emollients, emulsifiers, humectants, water and even preservatives, fragrances, treatment actives, anti-oxidants or dyes, each one being added or in the aqueous phase or in the oil phase, depending on its polarity. Among the substances comprising the oily phase of this type of emulsion, emollients and organic filters can be highlighted. Different classes of emollients result in changes of physicochemical and sensorial properties of cosmetics, which are very relevant for a good application. The objective of this project is to study the influence of different compositions of the oil phase, modifying the emollients used in the emulsions and comparing samples with and without organic filters, correlating the characteristics of the emollients with the experimental results of emulsion characterization. This information will allow developing strategies for greater assertiveness in the choice of emollients to be used in sunscreen emulsions and to control the properties of the product according to consumer needs and marketing demands of cosmetic companies. The methodology consists of preparing two versions of sets of formulas, fixing the type and concentration of emulsifier and co-emulsifier, the concentration of the oil phase and the method of preparation. The first version is a set of 7 samples, in which the composition of the oil phase is modified by changing the emollient used. The second version is another set of 7 samples, but with the addition of a mixture of 3 organic filters commonly used in sunscreens. After preparing the samples, stability tests and characterization of the physicochemical properties are performed through visual analysis, centrifugation, rheology, microscopy and laser diffraction. The characterization results indicate that changing the composition of the oil phase by using different emollients modifies the behavior of the emulsion formed. Different droplet size distribution profiles were found in laser diffraction analyses, as well as differences in flow curves, viscosity and loss and storage modulus in rheological analyses. Preliminary stability also indicates that the emollient used depends on the time the emulsion remains stable. After the addition of the mixture of organic filters, more changes in the emulsion properties and trends of stability occur. Therefore, the study allows greater predictability and control of the properties of emulsion formulations with or without organic filters.