Johdanto
Olipa kyse Chanelista, Diorista, Estée Lauderista, Baborista, Lancômesta tai Douglasista, hydrattu puuvillansiemenöljy on aine, joka löytyy yhä useammin koristeellisen kosmetiikan ja henkilökohtaisen hygienian tuotteiden ainesosaluettelosta. Puuvillansiemenöljyä uutetaan puuvillakasvin siemenistä [1], ja sitä arvostetaan ruokaöljynä monissa maissa. Koska puuvillakasvi sisältää luonnollista myrkkyä hyönteisten ravintoa vastaan, öljy on ensin puhdistettava ja haitallinen gossypoli on poistettava. Näin saadaan vaaleankeltaista nestettä, jossa on runsaasti tyydyttymättömiä rasvahappoja ja E-vitamiinia.
Korkean stabiilisuutensa vuoksi hydrattua puuvillansiemenöljyä käytetään usein kosmetiikkatuotteissa. Termi hydratointi kuvaa vedyn lisäämistä tyydyttymättömiin kaksoissidoksiin katalyytin läsnä ollessa, ja sitä kutsutaan myös "kovettamiseksi". Vetykäsittelyssä vaaleankeltainen öljy muuttuu valkoiseksi tai lähes valkoiseksi jauheeksi. Prosessi jättää kuitenkin yleensä joitakin tyydyttymättömiä sidoksia. Siksi tyydyttyneen rasvan lisäksi hydratussa puuvillansiemenöljyssä on yleensä vielä noin 2 % tyydyttymättömiä rasvahappoja [2].
Kosmeettisena ainesosana hydratulla puuvillansiemenöljyllä on kosteuttavia ominaisuuksia ja rasvaton koostumus; se jättää ihon sileän ja pehmeän tuntuiseksi [3]. Sitä löytyy muun muassa ihonpuhdistustuotteista, huultenrajauskynistä, luomiväreistä ja huulipunista.
Sulamis- ja kiteytymiskäyttäytyminen
Kuten kaikki öljyt ja rasvat, myös hydrattu puuvillansiemenöljy kuuluu lipidiryhmään, ja se koostuu eri rasvahappojen, muun muassa palmitiinihapon ja steariinihapon, triglyserideistä. Lipidien sulamisalue riippuu monista eri tekijöistä, kuten ketjun pituudesta, ketjujen haarautumisesta, kaksoissidosten määrästä, esteröitymisasteesta ja kiderakenteen järjestyksestä [4], sillä rasvat ja öljyt voivat esiintyä erilaisissa polymorfisissa muodoissa tai modifikaatioissa.
Tässä esitetyissä tutkimuksissa käytettiin NETZSCH DSC 300 Caliris®Classic . Sen small jalanjäljen ansiosta se sopii (lähes) jokaiseen laboratorioon. Mittausparametrit on esitetty taulukossa 1.
Taulukko 1: Mittausparametrit
| Laite | DSC 300 Caliris®Classic |
|---|---|
| Näyte | Hydrattu puuvillansiemenöljy |
| Näytteen paino | noin 6 mg |
| Upokas | Al, suljettu, kylmähitsattu |
| Lämpötila-alue | 0°C ... 90°C |
| Lämmitys-/jäähdytysnopeudet | 2, 5, 10 ja 20 K/min |
| Ilmakehä | N2 |
Mittaustulokset
Tässä tapauksessa näytteessä on laaja sulamisalue noin 40 °C:n ja 72 °C:n välillä kuumennettaessa (kuva 1, sininen käyrä).
Tällä lämpötila-alueella on havaittavissa useita endotermisiä vaikutuksia: merkittävimmät ovat noin 52 °C:n, 63 °C:n ja 65 °C:n lämpötiloissa (huippulämpötila kussakin tapauksessa).
Tämän jälkeen tapahtuvan hallitun jäähdytyksen aikana (punainen käyrä kuvassa 1) aine alkaa kiteytyä noin 47 °C:ssa. Jähmettymisvaikutus ei ole rakenteellinen.
Jos näytettä lämmitetään toisen kerran jäähdytyksen jälkeen (jälleen lämmitysnopeudella 10 K/min, vaaleansininen käyrä kuvassa 2), saadaan täysin erilainen kuva kuinensimmäisessä lämmityksessä, mikä kuvastaa hydratun puuvillansiemenöljyn polymorfista luonnetta. Kahden selkeän endotermisen vaikutuksen lisäksi 52 °C:ssa ja 63 °C:ssa (huippulämpötila kummassakin tapauksessa) esiintyy EksoterminenNäytteen siirtyminen tai reaktio on eksoterminen, jos siinä syntyy lämpöä.eksoterminen vaikutus noin 55 °C:ssa (myös huippulämpötila). Endotermisen vaikutuksen lämpötilapaikka 52 °C:ssa (vaaleansininen käyrä kuvassa 2) vastaa hyvin vastaavan endotermisen vaikutuksen lämpötilaaensimmäisessä lämmityksessä (violetti katkoviivainen käyrä). Toinen EndoterminenNäytteen siirtyminen tai reaktio on endoterminen, jos muuntumiseen tarvitaan lämpöä.endoterminen huippu näyttää siirtyneen hieman vasemmalle verrattunaensimmäiseen lämmitykseen.
Vaihtelemalla lämmitysnopeuttatoisen lämmityksen aikana on mahdollista tukahduttaa ensimmäinen EndoterminenNäytteen siirtyminen tai reaktio on endoterminen, jos muuntumiseen tarvitaan lämpöä.endoterminen vaikutus kokonaan ja erottaa EksoterminenNäytteen siirtyminen tai reaktio on eksoterminen, jos siinä syntyy lämpöä.eksoterminen piikki toisesta endotermisestä vaikutuksesta alhaisilla lämmitysnopeuksilla (2 K/min, vaaleansininen käyrä kuvassa 3). Suuremmilla lämmitysnopeuksilla (5, 10 tai 20 K/min) ensimmäinen EndoterminenNäytteen siirtyminen tai reaktio on endoterminen, jos muuntumiseen tarvitaan lämpöä.endoterminen vaikutus ilmenee ja muuttuu yhä hallitsevammaksi lämmitysnopeuden kasvaessa, kunnes EksoterminenNäytteen siirtyminen tai reaktio on eksoterminen, jos siinä syntyy lämpöä.eksoterminen vaikutus kompensoituu kokonaan lämmitysnopeudella 20 K/min.
Näin ollen on mahdollista, että EksoterminenNäytteen siirtyminen tai reaktio on eksoterminen, jos siinä syntyy lämpöä.eksoterminen huippu 50-55 °C:n alueella perustuu rakenteelliseen muutokseen. Tämän hypoteesin todentaminen edellyttäisi lisätutkimuksia, joissa käytettäisiin esimerkiksi röntgenrakenneanalyysia.
Päätelmä
Hydrattu puuvillansiemenöljy on hydrattu kasviöljy, jota voidaan käyttää kosmetiikassa ja voiteissa vaihtoehtona [5]. Sen melko monimutkainen sulamiskäyttäytyminen voidaan kuvata fenomenologisesti nopeasti ja suoraviivaisesti DSC 300 -menetelmällä Caliris®Classic .