Как хлопок попадает в губную помаду?

Хлопковое масло добывается из семян хлопчатника [1] и ценится как пищевое масло во многих странах. Поскольку хлопковое растение содержит естественный токсин против насекомых, масло необходимо сначала рафинировать и удалить вредный госсипол. В результате получается бледно-желтая жидкость с высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот и витамина Е.

Благодаря своей высокой стабильности хлопковое масло часто используется в косметических продуктах в гидрогенизированном виде. Термин "гидрогенизация" описывает присоединение водорода к ненасыщенным двойным связям в присутствии катализатора и также называется "затвердеванием". В результате гидрогенизации светло-желтое масло превращается в белый или почти белый порошок. Однако в результате этого процесса обычно остается некоторое количество ненасыщенных связей. Поэтому, помимо 94 % насыщенных жиров, гидрогенизированное хлопковое масло обычно содержит еще около 2 % ненасыщенных жирных кислот [2].

В качестве косметического ингредиента гидрогенизированное хлопковое масло обладает увлажняющими свойствами и нежирной текстурой; оно придает коже ощущение гладкости и мягкости [3]. Его можно найти в средствах для очищения кожи, подводках для губ, карандашах для глаз и помадах, а также в других продуктах.

Рис. 1: Новый DSC 300 `Caliris^®` `Classic` впечатляет своей компактностью и надежностью.

Поведение при плавлении и кристаллизации

Для проведения исследований, описанных здесь, использовался NETZSCH DSC 300 Caliris^® Classic. Благодаря своей компактности small он подходит практически для любой лаборатории.

Как и все масла и жиры, гидрогенизированное хлопковое масло относится к группе липидов и состоит из триглицеридов различных жирных кислот, среди которых пальмитиновая и стеариновая кислоты. Диапазон плавления липидов зависит от множества различных факторов, таких как длина цепи, разветвленность цепи, количество двойных связей, степень этерификации и расположение в кристаллической структуре [4], поскольку жиры и масла могут существовать в различных полиморфных формах или модификациях.

В данном случае при нагревании образец демонстрирует широкий диапазон плавления от примерно 35°C до 74°C (рис. 1,^1-й нагрев, синяя кривая).

Рис. 1: Измерение ДСК гидрогенизированного хлопкового масла, первый нагрев и последующее охлаждение; масса образца: 6,1 мг, скорости нагрева/охлаждения: 10 К/мин, закрытый алюминиевый тигель, атмосфера N2

В этом диапазоне температур можно наблюдать несколько эндотермических эффектов: наиболее значительные из них проявляются при температурах 52°C, 63°C и 65°C (пиковая температура в каждом случае).

При последующем контролируемом охлаждении (красная кривая на рис. 1) вещество начинает кристаллизоваться при температуре около 47 °C. Эффект застывания не структурирован.

Если образец после охлаждения нагреть второй раз (снова со скоростью нагрева 10 К/мин, голубая кривая на рис. 2), то получится совершенно иная картина, чем при^первом нагреве, отражающая полиморфный характер гидрогенизированного хлопкового масла. Наряду с двумя выраженными эндотермическими эффектами при 52°C и 63°C (пиковая температура в каждом случае), между ними возникает экзотермический эффект при температуре около 55°C (также пиковая температура). Температурное положение эндотермического эффекта при 52°C (светло-голубая кривая на рис. 1) хорошо согласуется с соответствующим эндотермическим эффектом при^1-м нагревании (пунктирная фиолетовая кривая). Второй эндотермический пик, по-видимому, немного сместился влево по сравнению с^первым нагревом.

Изменяя скорость нагрева во время^2-го нагрева, можно полностью подавить первый эндотермический эффект и отделить экзотермический пик от второго эндотермического эффекта при низких скоростях нагрева (2 К/мин, светло-голубая кривая на рисунке 3). При более высоких скоростях нагрева (5, 10 или 20 К/мин) возникает первый эндотермический эффект, который становится все более и более доминирующим с увеличением скорости нагрева, пока экзотермический не будет полностью скомпенсирован при скорости нагрева 20 К/мин.

Рис. 2: Измерение ДСК гидрогенизированного хлопкового масла, 1-я и 2-я серии нагревания; масса образца: 6,2 мг, скорость нагревания: 10 К/мин, закрытый алюминиевый тигель, атмосфера N2

Рис. 3: Измерение ДСК гидрогенизированного хлопкового масла, многократный нагрев; масса образца: 6.0 - 6,3 мг, скорости нагрева: 2-20 К/мин, закрытый тигель из алюминия, атмосфера N2; индивидуальное масштабирование

Поэтому возможно, что экзотермический пик в диапазоне от 50 до 55°C основан на структурных изменениях. Для проверки этой гипотезы необходимы дальнейшие исследования с использованием таких методов, как рентгеноструктурный анализ.

Заключение

Гидрогенизированное хлопковое масло представляет собой гидрогенизированное растительное масло, довольно сложное поведение которого при плавлении может быть феноменологически быстро и просто описано с помощью ДСК 300 Caliris^® Classic. Оно может использоваться в косметике и кремах в качестве альтернативы твердым воскам [5].

Литература:

[1] https://www.cosmeticsinfo.org/ingredients/hydrogenated-cottonseed-oil/

[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Cottonseed_oil

[3] https://www.100percentpure.com/pages/ingredient-hydrogenated-cottonseed-oil#:~:text=В%20добавок%20к%20своему%20увлажнению,подходит%20для%20всех%20типов%20кожи.

[4] C. Reitz, PhD thesis, Extrudierte Fettmatrizes mit retardierter Wirkstofffreigabe, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, 2007, pp 11 - 13

[5] https://file.wuxuwang.com/hpe/HPE6/HPE6_326.pdf

Пожалуйста, разрешите сохранение маркетинговых файлов cookie, чтобы посмотреть видео.

Будущее уже сейчас!Принесите наши устройства в свою лабораторию одним нажатием кнопки.

Просто отсканируйте QR-код и получите 3D-модель прибора прямо на свой мобильный телефон или планшет. С помощью новейшей технологии AR (искусственная реальность) 3D-модель можно легко разместить в вашей лаборатории в натуральную величину. Эта функция работает через браузер и не требует приложения.

Подробнее о новом фотоаппарате DSC 300 Caliris^® Classic

Поделитесь этой статьей: