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!
För att bara nämna några så finns det nagellack med "magnetiska, gel-, matta, glitter-, crackle-, stämpel-, quick-dry-, caviar-, sponge-, färgskiftande, läder- och sandiga" effekter. Det finns också nagellack med extrakt från grönkål, silke och nylon! Det har verkligen förvandlats till en konstform.
Men för att vi ska kunna uppskatta dessa magiska nagellacks underverk måste det väl ändå finnas någon spännande vetenskap bakom det hela? Många har kanske undrat och fascinerats av dessa olika effekter och tyckt att det vore en bra idé att äntligen ta reda på varför stämpellack "stämplar", varför crackle-lack "krackelerar" och varför UV-nagellack "härdar"..
Olika typer av gelpolish härdar på olika sätt
Tro det eller ej, men det finns olika grader av härdande gelpolish: de som i butiken kallas "dagsljushärdande", de "hybridgeler" som kan köpas i det lokala köpcentret och så förstås de "soak-off"-geler i krukor som bara finns hos den lokala kosmetologen! Både hybrid- och soak-off-geler kräver användning av en "UV-lampa" för att härda. Skillnaden är att hybridgelerna innehåller liknande lösningsmedel och tillsatser som vanligt nagellack, vilket gör att de sugs upp snabbare och har en lägre viskositet för enklare applicering. Traditionella geler har en högre grad av tvärbindning, vilket resulterar i en större motståndskraft mot aceton [1].
Hur man studerar härdningsbeteende
Kinexus-reometern användes för att studera olika färgade UV-härdande nagelgeler (av den inkapslade, blötläggningsbara varianten) i nyanserna guldglitter, rött, rosa och svart. Genom att applicera en fast intensitet av UV-ljus på gelerna under 30 sekunder är det möjligt att övervaka härdningsprofilen och följaktligen förändringen i modul (styvhet) i dessa material över tid. Tydliga skillnader kunde ses mellan geler med olika pigment (se figur 1). Den klara gelen med guldglitterpartiklar härdade snabbast av alla fyra geler och uppvisade en mycket högre modul (~7,5 x107 Pa ) i jämförelse med den svarta gelen, som härdade långsammare, vilket resulterade i en mycket lägre skjuvmodul (~3,7 x105 Pa ).
Detta resultat bekräftades genom en amplitudmätning på gelerna efter Härdning (tvärbindningsreaktioner)Termen "crosslinking" betyder bokstavligen översatt "tvärnätverk". I kemiska sammanhang används det för reaktioner där molekyler länkas samman genom att införa kovalenta bindningar och bilda tredimensionella nätverk.härdning. Denna mätning undersökte den linjära viskoelastiska regionen (Linjär viskoelastisk region (LVER)I LVER är de pålagda spänningarna otillräckliga för att orsaka strukturell nedbrytning (yielding) av strukturen och därför mäts viktiga mikrostrukturella egenskaper.LVER) hos proverna genom att applicera en ökande töjning och bestämma den punkt där strukturen i materialet bröts ned - början på olinjäriteten. Figur 2 visar resultaten från detta experiment och man kan tydligt se att den svarta gelen har en längre Linjär viskoelastisk region (LVER)I LVER är de pålagda spänningarna otillräckliga för att orsaka strukturell nedbrytning (yielding) av strukturen och därför mäts viktiga mikrostrukturella egenskaper.LVER än den glittrande gelen.
Hur man tolkar resultaten
Baserat på resultaten kan man säga att den svarta gelen kommer att vara mer flexibel på nageln och är mer benägna att lätt avlägsnas. På grund av den mindre (i töjningsstorlek) linjära viskoelastiska regionen kommer glittergelen att uppvisa mer spröda egenskaper och kan också vara svårare att avlägsna. Det är i fall som dessa som reologi kan användas som ett användbart verktyg för att fastställa skillnader och karakterisera produkter som kommer att märkas och vara viktiga för konsumenterna.
Den här bloggen har fokuserat på Härdning (tvärbindningsreaktioner)Termen "crosslinking" betyder bokstavligen översatt "tvärnätverk". I kemiska sammanhang används det för reaktioner där molekyler länkas samman genom att införa kovalenta bindningar och bilda tredimensionella nätverk.härdning av nagellack och pigmentens inverkan. Reologin hos nagellack ger dock en bild av hur materialet beter sig vid användning. Precis som färger uppvisar nagellack tixotropa egenskaper - de egenskaper som framför allt ger dig den där fina, släta och jämna ytfinishen.