
20.05.2021 by Dr. Shona Marsh, Milena Riedl
Rheology: The Reason for Beautiful Nails
In the last few years, the nail polish industry has really opened up its beauty box of tricks and on the market today. Surely there must be some exciting science behind it all? Learn about curing and the influence of pigment – all measured with a Kinexus Rotational Rheometer!
Näemme muun muassa kynsilakkoja, joissa on "magneetti-, geeli-, matta-, glitter-, crackle-, leimaus-, pikakuivaus-, kaviaari-, sieni-, värinvaihto-, nahka- ja hiekkaefekti". Kynsilakkoja, joissa on lehtikaali-, silkki- ja nailonuutteita! Se on todella muuttunut taidemuodoksi.
Jotta voisimme kuitenkin arvostaa näiden maagisten kynsilakkojen ihmeitä, kaiken takana on varmasti oltava jännittävää tiedettä Monet ovat ehkä ihmetelleet ja ihastuneet näihin erilaisiin efekteihin ja ajatelleet, että olisi hyvä idea vihdoin tutkia, miksi leimauslakka "leimaa", miksi crackle-lakka "säröilee" ja miksi UV-kynsilakka "kovettaa"..
Erilaiset geelilakat kovettuvat eri tavoin
Uskokaa tai älkää, on olemassa eriasteisia kovettuvia geelilakkoja; niitä, jotka ovat esillä paikallisessa jälleenmyyjäliikkeessä "päivänvalossa kovettuvina" lakkoina, niitä "hybridi"-geelejä, joita voi ostaa paikallisesta ostoskeskuksesta, ja sitten tietysti niitä "soak-off"-geelejä, joita löytyy vain paikallisesta kauneushoitolasta! Sekä hybridi- että liotusgeelit vaativat UV-lampun käyttöä kovettumiseen. Erona on se, että hybridigeeleissä on samanlaisia liuottimia ja lisäaineita kuin tavallisissa kynsilakoissa, minkä ansiosta ne liukenevat nopeammin ja niiden viskositeetti on alhaisempi, mikä helpottaa levittämistä. Perinteisillä geeleillä on korkeampi ristisilloittumisaste, minkä ansiosta ne kestävät paremmin asetonia [1].
Kuinka tutkia kovettumiskäyttäytymistä
Kinexus-reometrillä tutkittiin erivärisiä UV-kovettuvia kynsigeelejä (ruukkumaisia, liotettavia) kultaisen glitterin, punaisen, vaaleanpunaisen ja mustan sävyisinä. Kun geeleihin kohdistetaan 30 sekunnin ajan UV-valoa kiinteällä intensiteetillä, voidaan seurata kovettumisprofiilia ja siten näiden materiaalien moduulin (jäykkyyden) muutosta ajan myötä. Eri pigmenttejä sisältävien geelien välillä havaittiin selviä eroja (ks. kuva 1). Kirkas geeli, jossa oli kultaglitterihiukkasia, kovettui kaikista neljästä geelistä nopeimmin, ja sen moduuli oli paljon korkeampi (~7,5 x107 Pa ) verrattuna mustaan geeliin, joka kovettui hitaammin ja jonka leikkausmoduuli oli paljon alhaisempi (~3,7 x105 Pa ).

Tämä tulos vahvistettiin tekemällä geeleille kovettumisen jälkeinen amplitudipyyhkäisy. Tällä mittauksella tutkittiin näytteiden lineaarista viskoelastista aluetta (Lineaarinen viskoelastinen alue (LVER)LVER:ssä käytetyt jännitykset eivät riitä aiheuttamaan rakenteen hajoamista (myötäämistä), ja näin ollen mitataan tärkeitä mikrorakenteellisia ominaisuuksia.LVER) soveltamalla kasvavaa rasitusta ja määrittämällä kohta, jossa materiaalin rakenne hajosi - epälineaarisuuden alkaminen. Kuvassa 2 esitetään tämän kokeen tulokset, ja siitä voidaan selvästi nähdä, että mustalla geelillä on pidempi Lineaarinen viskoelastinen alue (LVER)LVER:ssä käytetyt jännitykset eivät riitä aiheuttamaan rakenteen hajoamista (myötäämistä), ja näin ollen mitataan tärkeitä mikrorakenteellisia ominaisuuksia.LVER-arvo kuin kiiltogeelillä.

Miten tuloksia tulkitaan
Tulosten perusteella voidaan sanoa, että musta geeli on joustavampi kynsissä ja se on helpompi poistaa. Koska Lineaarinen viskoelastinen alue (LVER)LVER:ssä käytetyt jännitykset eivät riitä aiheuttamaan rakenteen hajoamista (myötäämistä), ja näin ollen mitataan tärkeitä mikrorakenteellisia ominaisuuksia. lineaarinen viskoelastinen alue on pienempi (venymän suuruusluokkaa), glitter-geeli on hauraampi ja sitä voi olla myös vaikeampi poistaa. Juuri tällaisissa tapauksissa reologiaa voidaan käyttää hyödyllisenä välineenä määritettäessä eroja ja luonnehdittaessa tuotteita, jotka ovat havaittavissa ja tärkeitä kuluttajille.
Tässä blogissa on keskitytty kynsilakan kovettumiseen ja pigmentin vaikutukseen. Kynsilakkojen reologia luo kuitenkin kuvan siitä, miten materiaali käyttäytyy käytössä. Maalien tavoin kynsilakoilla on tiksotrooppisia ominaisuuksia - ominaisuuksia, jotka ennen kaikkea antavat kauniin sileän ja tasaisen pinnan.