소개
샤넬, 디올, 에스티 로더, 바버, 랑콤, 더글라스 등에서는 장식용 화장품 및 퍼스널 케어 제품의 성분 목록에서 점점 더 많이 발견되는 물질이 바로 경화 면실유입니다. 면실유는 목화 식물의 씨앗에서 추출되며[1] 많은 국가에서 식용유로 가치가 높습니다. 목화 식물에는 곤충의 먹이가 되는 천연 독소가 포함되어 있기 때문에 먼저 기름을 정제하고 해로운 고시폴을 제거해야 합니다. 그 결과 불포화 지방산과 비타민 E 함량이 높은 옅은 노란색 액체가 생성됩니다.
안정성이 높기 때문에 경화 목화씨 오일은 화장품에 자주 사용됩니다. 수소화라는 용어는 촉매가 있는 상태에서 불포화 이중 결합에 수소를 첨가하는 것을 말하며 "경화"라고도 합니다. 수소화를 통해 연한 노란색 오일은 흰색 또는 거의 흰색에 가까운 분말로 변합니다. 그러나 이 과정은 일반적으로 불포화 결합을 남깁니다. 따라서 수소화 면실유에는 포화 지방 외에도 일반적으로 약 2%의 불포화 지방산이 여전히 포함되어 있습니다[2].
화장품 성분으로서 경화 면실유는 보습력과 기름기가 없는 질감이 특징이며, 피부를 매끄럽고 부드럽게 가꾸어 줍니다[3]. 이 성분은 스킨 클렌징 제품, 립 라이너, 아이라이너, 립스틱 등에 함유되어 있습니다.
용융 및 결정화 동작
모든 오일 및 지방과 마찬가지로 경화 면실유는 지질 그룹에 속하며 다양한 지방산, 그중에서도 팔미트산과 스테아르 산의 트리글리세라이드로 구성됩니다. 지질의 용융 범위는 사슬 길이, 사슬 분기, 이중 결합 수, 에스테르화 정도 및 결정 구조의 배열과 같은 다양한 요인에 따라 달라지며[4], 지방과 오일은 다양한 다형성 형태 또는 변형으로 존재할 수 있기 때문입니다.
여기에 설명된 조사에는 NETZSCH DSC 300 Caliris® Classic 이 사용되었습니다. small 설치 공간 덕분에 거의 모든 실험실에 적합합니다. 측정 파라미터는 표 1에 요약되어 있습니다.
표 1: 측정 매개변수
기기 | DSC 300 Caliris® Classic |
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샘플 | 수소화 면실유 |
시료 무게 | 약 6 mg |
Crucible | 알루미늄, 폐쇄형, 냉간 용접 |
온도 범위 | 0°C ... 90°C |
가열/냉각 속도 | 2, 5, 10, 20 K/min |
분위기 | N2 |
측정 결과
현재의 경우, 샘플은 가열 시 약 40°C에서 72°C 사이의 넓은 용융 범위를 보여줍니다(그림 1, 파란색 곡선).
이 온도 범위에서 몇 가지 흡열 효과를 볼 수 있는데, 가장 중요한 것은 약 52°C, 63°C 및 65°C(각 경우의 최고 온도)에서 나타납니다.
이후 제어된 냉각(그림 1의 빨간색 곡선) 동안 물질은 약 47°C에서 결정화되기 시작합니다. 응고 효과는 구조화되지 않습니다.
냉각 후 샘플을 두 번째로 가열하면(다시 10 K/min의 가열 속도로, 그림 2의 하늘색 곡선), 수소화 면실유의 다형성 특성을 반영하여1차 가열 때와는 완전히 다른 그림이 얻어집니다. 52°C와 63°C(각 경우의 최고 온도)에서 두 가지 뚜렷한 흡열 효과와 함께 약 55°C(역시 최고 온도)에서 그 사이에 발열 효과가 발생합니다. 52°C(그림 2의 하늘색 곡선)에서의 흡열 효과의 온도 위치는1차 가열의 해당 흡열 효과(보라색 점선 곡선)와 잘 일치합니다. 두 번째 흡열 피크는1차 가열과 비교했을 때 약간 왼쪽으로 이동한 것으로 보입니다.


2차 가열 중 가열 속도를 변경하면 낮은 가열 속도(2 K/min, 그림 3의 하늘색 곡선)에서 첫 번째 흡열 효과를 완전히 억제하고 발열 피크를 두 번째 흡열 효과와 분리할 수 있습니다. 더 높은 가열 속도(5, 10 또는 20 K/min)에서는 첫 번째 흡열 효과가 발생하고 가열 속도가 증가함에 따라 발열이 20 K/min의 가열 속도에서 완전히 보정될 때까지 점점 더 우세해집니다.
따라서 50°C에서 55°C 범위의 발열 피크는 구조적 변화에 따른 것일 수 있습니다. 이 가설을 검증하기 위해서는 X-선 구조 분석과 같은 기술을 이용한 추가 조사가 필요합니다.

결론
수소화 목화씨 오일은 화장품과 크림에 대안으로 사용할 수 있는 수소화 식물성 오일입니다 [5]. 다소 복잡한 용융 거동은 DSC 300 Caliris® Classic 을 사용하여 빠르고 간단한 방식으로 현상학적으로 설명할 수 있습니다.