Bevezetés
Akár a Chanel, a Dior, az Estée Lauder, a Babor, a Lancôme vagy a Douglas, a hidrogénezett gyapotmagolaj olyan anyag, amely egyre gyakrabban szerepel a dekoratív kozmetikumok és testápolási termékek összetevőinek listáján. A gyapotmagolajat a gyapotnövény magjából nyerik [1], és számos országban étolajként értékelik. Mivel a gyapotnövény természetes toxint tartalmaz a rovarok táplálkozása ellen, az olajat először finomítani kell, és a káros gossypolt el kell távolítani. Ennek eredményeként halványsárga folyadékot kapunk, amely magas telítetlen zsírsav- és E-vitamin-tartalommal rendelkezik.
Nagy stabilitása miatt a hidrogénezett gyapotmagolajat gyakran használják kozmetikai termékekben. A hidrogénezés kifejezés a telítetlen kettős kötésekhez katalizátor jelenlétében történő hidrogén hozzáadását írja le, és "keményítésnek" is nevezik. A hidrogénezés révén a világossárga olaj fehér vagy majdnem fehér porrá válik. Ez a folyamat azonban általában hagy néhány telítetlen kötést. Ezért a hidrogénezett gyapotmagolaj a telített zsírok mellett általában még mindig tartalmaz kb. 2% telítetlen zsírsavat [2].
Kozmetikai összetevőként a hidrogénezett gyapotmagolaj hidratáló tulajdonságokkal és nem zsíros textúrával rendelkezik; a bőr érzetét simává és puhává teszi [3]. Megtalálható többek között bőrtisztító termékekben, szájfényekben, szemceruzákban és rúzsokban.
Olvadási és kristályosodási viselkedés
Mint minden olaj és zsír, a hidrogénezett gyapotmagolaj is a lipidek csoportjába tartozik, és különböző zsírsavak, köztük palmitinsav és sztearinsav trigliceridjeiből áll. A lipidek olvadási tartománya számos különböző tényezőtől függ, mint például a lánchossz, a láncok elágazása, a kettős kötések száma, az észteresedés mértéke és a kristályszerkezetben való elrendeződés [4], mivel a zsírok és olajok különböző polimorf formákban vagy módosulatokban létezhetnek.
Az itt részletezett vizsgálatokhoz a NETZSCH DSC 300 Caliris®Classic készüléket használták. A small helyigénye révén (majdnem) minden laboratóriumban elfér. A mérési paramétereket az 1. táblázat foglalja össze.
Táblázat: Mérési paraméterek
| Műszer | DSC 300 Caliris®Classic |
|---|---|
| Minta | Hidrogénezett gyapotmagolaj |
| A minta tömege | kb. 6 mg |
| Tégely | Al, zárt, hidegen hegesztett |
| Hőmérséklet-tartomány | 0°C ... 90°C |
| Fűtési/hűtési sebesség | 2, 5, 10 és 20 K/perc |
| Atmoszféra | N2 |
Mérési eredmények
Jelen esetben a minta melegítéskor széles olvadási tartományt mutat kb. 40 °C és 72 °C között (1. ábra, kék görbe).
Ebben a hőmérséklettartományban több endoterm hatás is megfigyelhető: a legjelentősebbek kb. 52°C, 63°C és 65°C (csúcshőmérséklet minden esetben).
Az ezt követő szabályozott hűtés során (piros görbe az 1. ábrán) az anyag kb. 47°C-on kezd kristályosodni. A megszilárdulási hatás nem strukturált.
Ha a mintát a hűtés után másodszor is felmelegítjük (ismét 10 K/perc fűtési sebességgel, világoskék görbe a 2. ábrán), az1. felmelegítésnél teljesen más képet kapunk, ami a hidrogénezett gyapotmagolaj polimorf jellegét tükrözi. A két határozott EndotermikusEgy mintaátalakulás vagy reakció endoterm, ha az átalakuláshoz hőre van szükség.endotermikus hatás mellett 52°C-on és 63°C-on (minden esetben csúcshőmérséklet), a kettő között kb. 55°C-on (szintén csúcshőmérséklet) egy ExotermikusEgy mintaátalakulás vagy reakció exoterm, ha hő keletkezik.exotermikus hatás lép fel. Az 52°C-os EndotermikusEgy mintaátalakulás vagy reakció endoterm, ha az átalakuláshoz hőre van szükség.endotermikus hatás hőmérsékleti helyzete (világoskék görbe a 2. ábrán) jól egyezik az1. fűtés megfelelő EndotermikusEgy mintaátalakulás vagy reakció endoterm, ha az átalakuláshoz hőre van szükség.endotermikus hatásával (szaggatott lila görbe). A második EndotermikusEgy mintaátalakulás vagy reakció endoterm, ha az átalakuláshoz hőre van szükség.endotermikus csúcs az1. fűtéshez képest kissé balra tolódott.
A fűtési sebesség változtatásával a2. fűtés során teljesen elnyomható az első endoterm hatás, és alacsony fűtési sebességnél (2 K/perc, világoskék görbe a 3. ábrán) az exoterm csúcs elkülöníthető a második endoterm hatástól. Nagyobb fűtési sebességeknél (5, 10 vagy 20 K/perc) az első endoterm hatás jelentkezik, és a fűtési sebesség növekedésével egyre dominánsabbá válik, amíg 20 K/perc fűtési sebességnél az exoterm hatás teljesen kompenzálódik.
Ezért lehetséges, hogy az 50 °C és 55 °C közötti tartományban jelentkező exoterm csúcs szerkezeti változáson alapul. E hipotézis ellenőrzéséhez további vizsgálatokra lenne szükség, például röntgenszerkezeti analízis segítségével.
Következtetés
A hidrogénezett gyapotmagolaj egy hidrogénezett növényi olaj, amely alternatívaként használható kozmetikumokban és krémekben [5]. Meglehetősen összetett olvadási viselkedése fenomenológiailag gyorsan és egyszerűen leírható a DSC 300 Caliris®Classic segítségével.