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!
Aby wymienić tylko kilka, widzimy lakiery do paznokci z efektami "magnetycznymi, żelowymi, matowymi, brokatowymi, pękającymi, stemplującymi, szybkoschnącymi, kawiorowymi, gąbkowymi, zmieniającymi kolor, skórzanymi i piaskowymi". Istnieją również lakiery do paznokci z ekstraktami z jarmużu, jedwabiu i nylonu! To naprawdę stało się formą sztuki.
Jednak abyśmy mogli docenić cuda tych magicznych lakierów do paznokci, z pewnością musi za tym wszystkim stać jakaś ekscytująca nauka? Wiele osób mogło zastanawiać się i być zafascynowanych tymi różnymi efektami i pomyślało, że dobrym pomysłem byłoby w końcu przyjrzenie się, dlaczego lakier do stemplowania "stempluje", dlaczego lakier do paznokci crackle "trzeszczy" i dlaczego lakier do paznokci UV "utwardza"..
Różne rodzaje lakierów żelowych utwardzają się w różny sposób
Możesz wierzyć lub nie, ale istnieją różne stopnie utwardzania lakierów żelowych; te, które są wyświetlane w lokalnym sklepie jako lakiery "utwardzane światłem dziennym", żele "hybrydowe", które można kupić w lokalnym centrum handlowym, a następnie, oczywiście, żele "soak-off" w słoikach w doniczkach, które można znaleźć tylko u lokalnych kosmetyczek! Zarówno żele hybrydowe, jak i żele typu "soak-off" wymagają użycia "lampy UV" do utwardzenia. Różnica polega na tym, że żele hybrydowe zawierają podobne rozpuszczalniki i dodatki jak zwykły lakier do paznokci, dzięki czemu szybciej się wchłaniają i mają niższą lepkość, co ułatwia aplikację. Tradycyjne żele mają wyższy stopień usieciowania, co skutkuje większą odpornością na aceton [1].
Jak badać zachowanie podczas utwardzania
Reometr Kinexus został wykorzystany do badania różnokolorowych żeli do paznokci utwardzanych promieniowaniem UV (odmiany doniczkowej, soak-off) w odcieniach złotego brokatu, czerwieni, różu i czerni. Stosując stałą intensywność światła UV do żeli przez 30 sekund, możliwe jest monitorowanie profilu utwardzania, a w konsekwencji zmiany modułu (sztywności) tych materiałów w czasie. Zaobserwowano wyraźne różnice między żelami z różnymi pigmentami (patrz rysunek 1). Przezroczysty żel ze złotymi cząsteczkami brokatu utwardzał się najszybciej ze wszystkich czterech żeli, wykazując znacznie wyższy moduł (~ 7,5 x107 Pa ) w porównaniu do czarnego żelu, który utwardzał się wolniej, co skutkowało znacznie niższym modułem ścinania (~ 3,7 x105 Pa ).
Wynik ten został potwierdzony przez przeprowadzenie pomiaru amplitudy po utwardzeniu żeli. Pomiar ten zbadał Liniowy obszar lepkosprężysty (LVER)W LVER przyłożone naprężenia są niewystarczające do spowodowania strukturalnego rozpadu (plastyczności) struktury, a zatem mierzone są ważne właściwości mikrostrukturalne.liniowy obszar lepkosprężysty (LVER) próbek poprzez zastosowanie rosnącego odkształcenia i określenie punktu, w którym struktura materiału została rozbita - początek nieliniowości. Rysunek 2 przedstawia wyniki tego eksperymentu i wyraźnie widać, że czarny żel ma dłuższy Liniowy obszar lepkosprężysty (LVER)W LVER przyłożone naprężenia są niewystarczające do spowodowania strukturalnego rozpadu (plastyczności) struktury, a zatem mierzone są ważne właściwości mikrostrukturalne.LVER niż żel brokatowy.
Jak interpretować wyniki
Na podstawie wyników można stwierdzić, że czarny żel będzie bardziej elastyczny na paznokciu i będzie łatwiejszy do usunięcia. Ze względu na smaller (w wielkości odkształcenia) Liniowy obszar lepkosprężysty (LVER)W LVER przyłożone naprężenia są niewystarczające do spowodowania strukturalnego rozpadu (plastyczności) struktury, a zatem mierzone są ważne właściwości mikrostrukturalne. liniowy obszar lepkosprężysty, żel brokatowy będzie wykazywał bardziej kruche właściwości i może być trudniejszy do usunięcia. W takich przypadkach reologia może być przydatnym narzędziem do określania różnic i charakteryzowania produktów, które będą zauważalne i ważne dla konsumentów.
Niniejszy blog koncentruje się na utwardzaniu lakieru do paznokci i wpływie pigmentu. Jednak reologia lakierów do paznokci buduje obraz tego, jak materiał zachowuje się podczas użytkowania. Podobnie jak farby, lakiery do paznokci wykazują właściwości tiksotropowe - właściwości, które przede wszystkim zapewniają ładne, gładkie i równe wykończenie powierzchni.