Εισαγωγή
Είτε πρόκειται για τις Chanel, Dior, Estée Lauder, Babor, Lancôme ή Douglas, το υδρογονωμένο βαμβακέλαιο είναι μια ουσία που συναντάται όλο και περισσότερο στον κατάλογο των συστατικών των διακοσμητικών καλλυντικών και των προϊόντων προσωπικής φροντίδας. Το βαμβακέλαιο εξάγεται από τους σπόρους του φυτού βαμβάκι [1] και εκτιμάται ως βρώσιμο έλαιο σε πολλές χώρες. Δεδομένου ότι το φυτό βαμβάκι περιέχει μια φυσική τοξίνη κατά της διατροφής από έντομα, το έλαιο πρέπει πρώτα να εξευγενιστεί και να αφαιρεθεί η επιβλαβής γκοσσυπόλη. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα ανοιχτοκίτρινο υγρό με υψηλή περιεκτικότητα σε ακόρεστα λιπαρά οξέα και βιταμίνη Ε.
Λόγω της υψηλής σταθερότητάς του, το υδρογονωμένο βαμβακέλαιο χρησιμοποιείται συχνά σε καλλυντικά προϊόντα. Ο όρος υδρογόνωση περιγράφει την προσθήκη υδρογόνου σε ακόρεστους διπλούς δεσμούς παρουσία καταλύτη και αναφέρεται επίσης ως "σκλήρυνση". Μέσω της υδρογόνωσης, το ανοικτό κίτρινο έλαιο μετατρέπεται σε λευκή ή σχεδόν λευκή σκόνη. Η διαδικασία αυτή, ωστόσο, αφήνει συνήθως κάποιους ακόρεστους δεσμούς. Ως εκ τούτου, εκτός από τα κορεσμένα λιπαρά, το υδρογονωμένο βαμβακέλαιο περιέχει συνήθως ακόμη περίπου 2% ακόρεστα λιπαρά οξέα [2].
Ως καλλυντικό συστατικό, το υδρογονωμένο βαμβακέλαιο διαθέτει ενυδατικές ιδιότητες και μη λιπαρή υφή- αφήνει στο δέρμα αίσθηση απαλότητας και απαλότητας [3]. Μπορεί να βρεθεί μεταξύ άλλων σε προϊόντα καθαρισμού του δέρματος, μολύβια χειλιών, eyeliners και κραγιόν.
Συμπεριφορά τήξης και κρυστάλλωσης
Όπως όλα τα έλαια και τα λίπη, το υδρογονωμένο βαμβακέλαιο ανήκει στην ομάδα των λιπιδίων και αποτελείται από τριγλυκερίδια διαφόρων λιπαρών οξέων, μεταξύ των οποίων το παλμιτικό οξύ και το στεατικό οξύ. Το εύρος τήξης των λιπιδίων εξαρτάται από πολλούς διαφορετικούς παράγοντες, όπως το μήκος της αλυσίδας, η διακλάδωση της αλυσίδας, ο αριθμός των διπλών δεσμών, ο βαθμός εστεροποίησης και η διάταξη στην κρυσταλλική δομή [4], δεδομένου ότι τα λίπη και τα έλαια μπορούν να υπάρχουν σε διάφορες πολυμορφικές μορφές ή τροποποιήσεις.
Για τις έρευνες που περιγράφονται εδώ χρησιμοποιήθηκε το NETZSCH DSC 300 Caliris®Classic . Χάρη στο small αποτύπωμά του, ταιριάζει σε (σχεδόν) κάθε εργαστήριο. Οι παράμετροι μέτρησης συνοψίζονται στον πίνακα 1.
Πίνακας 1: Παράμετροι μέτρησης
| Όργανο | DSC 300 Caliris®Classic |
|---|---|
| Δείγμα | Υδρογονωμένο βαμβακέλαιο |
| Βάρος δείγματος | περίπου 6 mg |
| Χωνευτήρι | Al, κλειστό, ψυχρής συγκόλλησης |
| Εύρος θερµοκρασίας | 0°C ... 90°C |
| Ρυθμοί θέρμανσης/ψύξης | 2, 5, 10 και 20 K/min |
| Ατμόσφαιρα | N2 |
Αποτελέσματα μέτρησης
Στην προκειμένη περίπτωση, το δείγμα παρουσιάζει ένα ευρύ φάσμα τήξης μεταξύ περίπου 40°C και 72°C κατά τη θέρμανση (σχήμα 1, μπλε καμπύλη).
Σε αυτό το εύρος θερμοκρασιών παρατηρούνται διάφορες ενδόθερμες επιδράσεις: οι σημαντικότερες είναι περίπου στους 52°C, 63°C και 65°C (θερμοκρασία αιχμής σε κάθε περίπτωση).
Κατά την επακόλουθη ελεγχόμενη ψύξη (κόκκινη καμπύλη στο σχήμα 1), η ουσία αρχίζει να κρυσταλλώνεται στους 47°C περίπου. Το φαινόμενο της στερεοποίησης δεν είναι δομημένο.
Εάν το δείγμα θερμανθεί για δεύτερη φορά μετά την ψύξη (και πάλι με ρυθμό θέρμανσης 10 K/min, γαλάζια καμπύλη στο σχ. 2), προκύπτει μια εντελώς διαφορετική εικόνα από την1η θέρμανση, που αντανακλά τον πολυμορφικό χαρακτήρα του υδρογονωμένου βαμβακέλαιου. Μαζί με δύο διακριτά ενδοθερμικά φαινόμενα στους 52°C και 63°C (θερμοκρασία αιχμής σε κάθε περίπτωση), εμφανίζεται ενδιάμεσα ένα εξώθερμο φαινόμενο στους 55°C περίπου (επίσης θερμοκρασία αιχμής). Η θέση της θερμοκρασίας του ενδόθερμου φαινομένου στους 52°C (γαλάζια καμπύλη στο σχήμα 2) συμφωνεί καλά με το αντίστοιχο ενδόθερμο φαινόμενο στην1η θέρμανση (διακεκομμένη ιώδης καμπύλη). Η δεύτερη ενδοθερμική κορυφή φαίνεται να έχει μετατοπιστεί ελαφρώς προς τα αριστερά σε σύγκριση με την1η θέρμανση.
Μεταβάλλοντας τον ρυθμό θέρμανσης κατά τη διάρκεια της2ης θέρμανσης, είναι δυνατόν να καταστείλουμε πλήρως το πρώτο ενδόθερμο φαινόμενο και να διαχωρίσουμε την εξώθερμη κορυφή από το δεύτερο ενδόθερμο φαινόμενο σε χαμηλούς ρυθμούς θέρμανσης (2 K/min, γαλάζια καμπύλη στο σχήμα 3). Σε υψηλότερους ρυθμούς θέρμανσης (5, 10 ή 20 K/min), το πρώτο ενδόθερμο φαινόμενο εμφανίζεται και γίνεται όλο και πιο κυρίαρχο με την αύξηση του ρυθμού θέρμανσης, έως ότου η εξώθερμη αντισταθμιστεί πλήρως σε ρυθμό θέρμανσης 20 K/min.
Συνεπώς, είναι πιθανόν η εξώθερμη κορυφή στην περιοχή από 50°C έως 55°C να βασίζεται σε δομική αλλαγή. Για την επαλήθευση αυτής της υπόθεσης θα ήταν απαραίτητες περαιτέρω έρευνες με τεχνικές όπως η δομική ανάλυση με ακτίνες Χ.
Συμπέρασμα
Το υδρογονωμένο βαμβακέλαιο είναι ένα υδρογονωμένο φυτικό έλαιο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε καλλυντικά και κρέμες ως εναλλακτική λύση [5]. Η μάλλον πολύπλοκη συμπεριφορά τήξης του μπορεί να περιγραφεί φαινομενολογικά με γρήγορο και απλό τρόπο μέσω της DSC 300 Caliris®Classic .