Giriş
Şeffaftan siyaha, gökkuşağının tüm renklerini içeren tırnak jelleri (kürlenenler) ve tırnak cilaları (hava ile kuruyanlar) pazarı çok çeşitli ürünler sunmaktadır. İlk selectiyon kriter genellikle estetik bir kriter olsa da, tüketici aynı zamanda istenen bitişi ve performansı veren, uygulaması pratik bir ürün de ister. Bunun için, mükemmel tırnak jeli veya cilası, kolay bir fırça uygulaması için nispeten sıvı bir his vermeli, ancak tırnağın dışına akmamalıdır. Kuruma veya kürlenme süresi mümkün olduğunca düşük olmalı ve kusursuz bir görünüm için pürüzsüz bir yüzey sağlamalıdır. Son olarak, manikürün çıkarılması çok zor olmadan uzun süre kalıcı olması da arzu edilir.
Bazı tırnak jeli türlerinin kürlenmesi için UV-lamba gerekir. Bu ürünler, jel lamba tarafından yayılan uygun dalga boylarıyla temas eder etmez sertleşme reaksiyonunu başlatacak bir foto-başlatıcı içerir.
Tırnak jelinin doğru şekilde kürlenmesi için lambanın maruz kalma süresi, dalga boyu ve yoğunluğu büyük önem taşımaktadır.
Deneysel
Üç tırnak jelinin UV ile kürlenmesi iki farklı yöntemle karakterize edilmiştir:
- Diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC): kürlenme hızı ve süresi hakkında bilgi edinmek için kullanılmıştır.
- UV maruziyeti sırasında tırnak jelinin modül değişimini karakterize etmek için rotasyonel reometri.
Örnek renkleri kırmızı, siyah ve şeffaftı. Şeffaf numune süspansiyon halinde pırıltılar içeriyordu.
Tablo 1, üç farklı numunenin test edildiği koşulları özetlemektedir.
Tablo 1: Ölçüm Koşulları
| DSC | Cihaz | DSC 300 Caliris® H-Modülü ile |
|---|---|---|
| Örnek kütle | 3.0 mg | |
| Pota | Concavus®® (alüminyum, açık) | |
| Sıcaklık | 30°C (İzotermalKontrollü ve sabit sıcaklıkta yapılan testlere izotermal denir.izotermal) | |
| Atmosfer | Azot (20 ml/dak) | |
| Lamba | Omnicure® S 2000 (dalga boyu aralığı: 320 ila 500 nm) | |
| Maruz kalma süresi | 180 s | |
| Rotasyonel Reometri | Cihaz | Kinexus |
| Geometri | PP8 (Plaka/Plaka, çap: 8 mm) | |
| Boşluk | 250 μm | |
| Sıcaklık | 25°C | |
| Atmosfer | Ortam (hava) | |
| Lamba | Omnicure® S 2000 (dalga boyu aralığı: 320 ila 500 nm) | |
| Maruz kalma süresi | 30 s |
DSC - İşlevsel Prensip
ISO 11357'ye dayanan ısı akışlı DSC, bir numune krozesine giren ısı akış hızı ile bir referans krozesine giren ısı akış hızı arasındaki farkın sıcaklık ve/veya zamanın bir fonksiyonu olarak belirlendiği bir tekniktir. Böyle bir ölçüm sırasında numune ve referans aynı kontrollü sıcaklık/zaman programına ve atmosfere tabi tutulur.
Rotasyonel Reometri (Salınım Ölçümü) - İşlevsel Prensip
Üst plaka tanımlanmış bir frekans f [Hz] (veya ω [rad/s]) ve genlik [%] (veya kayma gerilmesi γ [%]) ile salınır, γ = γo + sin (ωt).
Bu salınım için gereken kayma gerilmesi σ [Pa] belirlenir: σ = σ0 + sin(ωt+δ).
Sonuç: Numunenin viskoelastik özellikleri, özellikle de karmaşık sertliği G* ([Pa] cinsinden |G*|) belirlenir.
G*'nin "faz içi" kısmı elastik özelliklerle (→ G', depolama kayma modülü), "faz dışı" kısmı ise viskoelastik malzemenin viskoz özellikleriyle (→ G'', kayıp kayma modülü) ilişkilidir.
Termal Analiz ve Kürlenme Hızı
Kürlenme etkileri DSC eğrilerinde EkzotermikBir örnek geçişi veya bir reaksiyon ısı üretiyorsa ekzotermiktir.ekzotermik etkiler şeklinde gözlemlenebilir. Kürlenme reaksiyonu, UV lambası (foto-DSC) ile donatılmış bir DSC kullanıldığında ısı veya UV ışığı ile başlatılabilir.
Şekil 1'de üç tırnak jelinin UV'ye maruz bırakılması sırasında elde edilen foto-DSC eğrileri gösterilmektedir. Pik alanı kürlenme entalpisini temsil etmektedir. Değer ne kadar yüksek olursa, reaksiyon sırasında o kadar fazla enerji açığa çıkar.
Pırıltılar içeren şeffaf numune en yüksek reaksiyon entalpisine (211 J/g) sahip kürlenme pikine sahiptir. Bu, reaksiyonu tamamlamak için diğer ikisinden daha fazla zamana ihtiyacı olduğu anlamına gelmez. Aslında, maksimum zirveye ulaşılmadan önce eğrinin eğiminin de gösterdiği gibi, en hızlı reaksiyona giren de budur: Bu malzeme için en dik olanıdır. Her üç numune için dönüşüm oranını gösteren Şekil 2 bu sonucu göstermektedir. Pik maksimum değeri ne kadar yüksekse ve pik maksimumdan önceki eğim ne kadar dikse, dönüşüm oranı o kadar hızlıdır. Sonuç olarak, pırıltılı şeffaf numune için kürlenme en hızlıdır (UV ışığına maruz kaldıktan sonra 11,5 saniyede tepe maksimuma ulaşılmış ve %7,0/s'lik en yüksek dönüşüm oranıyla ilişkilendirilmiştir).
Buna karşılık, siyah numune tam tersi bir davranış sergilemektedir. Reaksiyon en yavaştır (pik maksimumdan önce eğrinin daha kademeli bir eğimi, 12,3 s'de pik maksimum %3,8/s olan bir dönüşüm oranı eğrisine yol açar) ve en düşük enerji salınımı (127 J/g) ile ilişkilidir.
Kırmızı tırnak jeli, hem reaksiyon hızı hem de sertleşme entalpisi açısından diğer ikisi arasında bir sertleşme davranışı göstermektedir.
Şekil 3, her üç numune için kompleks modül eğrilerini göstermektedir. Kürlenmeden önce tüm numuneler 70-80 Pa arasında benzer bir sertliğe sahiptir. Modüldeki önemli artış kürlenmenin başladığını göstermektedir. DSC'ye benzer şekilde, eğrinin eğimi reaksiyon hızıyla ilişkilidir. Sonuçlar DSC ile elde edilenlerle uyumludur: Pırıltılı şeffaf tırnak jeli en hızlı sertleşirken siyah numune üç numune arasında en yavaş sertleşmeyi göstermektedir.
Numuneler nihai modülleri bakımından da farklılık göstermektedir. Pırıltılı şeffaf jelin modülü kürlenme sırasında 6 on yıl artarken, siyah jelin modülü 4 on yıldan daha az artmaktadır. Bu da şeffaf jelin kürlenme sonrasında en yüksek sertliği gösterdiği anlamına gelmektedir.
Ek olarak, Şekil 4 siyah numunenin UV ışığı altındaKürleşme (Çapraz Bağlanma Reaksiyonları)Kelimenin tam anlamıyla tercüme edildiğinde, "çapraz bağlama" terimi "çapraz ağ oluşturma" anlamına gelir. Kimyasal bağlamda, moleküllerin kovalent bağlar oluşturarak ve üç boyutlu ağlar oluşturarak birbirine bağlandığı reaksiyonlar için kullanılır. kürleme işlemi sırasında G', G'' ve δ eğrilerini göstermektedir. Ölçümün başlangıcında, viskoz kayma modülü (G", mavi) elastik kayma modülünden (G', kırmızı) daha yüksektir. Faz açısı yüksektir (80°'den fazla). Bu, bu ölçüm koşulları altında, kürlenmeden önce, tırnak jelinin neredeyse sadece çok zayıf elastik özelliklere sahip mükemmel bir viskoz sıvı gibi davrandığı anlamına gelir.
Kürlenme reaksiyonu hem G' hem de G'' değerlerinin artmasına neden olur. UV maruziyetinden 7 saniye sonra kesişirler. Pratikte bu kesişme, bu andan itibarenKürleşme (Çapraz Bağlanma Reaksiyonları)Kelimenin tam anlamıyla tercüme edildiğinde, "çapraz bağlama" terimi "çapraz ağ oluşturma" anlamına gelir. Kimyasal bağlamda, moleküllerin kovalent bağlar oluşturarak ve üç boyutlu ağlar oluşturarak birbirine bağlandığı reaksiyonlar için kullanılır. kürleme yoluyla oluşturulan ağın, 1 Hz'ye karşılık gelen zaman ölçeğinde malzemenin akışını önleyecek kadar güçlü olduğu anlamına gelir. Ölçümün sonunda, G' ve G" eğrileri, bu artış önemli olmasa bile, hala artmaktadır. UV ışığına maruz kalma, lambanın kapatılmasına rağmen devam edebilen bir kürlenme sürecini başlatmıştır.
Faz Açısı
Faz açısı δ (δ = G''/G') bir malzemenin viskoz ve elastik özelliklerinin göreceli bir ölçüsüdür. Tamamen elastik bir malzeme için 0° ile tamamen viskoz bir malzeme için 90° arasında değişir.
Yüksek Kürlenme Hızı Numuneyi Daha İyi Hale Getirir mi?
Daha hızlı bir kürlenme tüketici için avantajlıdır. Bununla birlikte, manikürün uygulama sonrası nihai özellikleri de elbette önemlidir. Kürlenme sonrası genlik taraması, jellerin iç yapıları hakkında bilgi sağlayarak kürlenme sonrası davranışlarını tahmin etmemize yardımcı olur.
Bunun için, iki uç numunenin (pırıltılı şeffaf ve siyah) doğrusal-viskoelastik bölgesi Şekil 5'te karşılaştırılmıştır.
Siyah tırnak jelinin Doğrusal Viskoelastik Bölge (LVER)LVER'de, uygulanan gerilimler yapının yapısal bozulmasına (akma) neden olmak için yetersizdir ve bu nedenle önemli mikro-yapısal özellikler ölçülmektedir.LVER platosu, şeffaf numuneninkinden daha düşük bir modül ile daha geniştir, bu da kürlenmiş siyah jelin muhtemelen daha esnek olduğunu gösterir.
Şeffaf tırnak jeli siyah olandan daha hızlı sertleşse bile, daha kırılgan özellikler sergileyecektir.
Doğrusal Viskoelastik Bölge (LVER)LVER'de, uygulanan gerilimler yapının yapısal bozulmasına (akma) neden olmak için yetersizdir ve bu nedenle önemli mikro-yapısal özellikler ölçülmektedir.LVER - Doğrusal Viskoelastik Bölge
- Doğrusal Viskoelastik Bölge (LVER)LVER'de, uygulanan gerilimler yapının yapısal bozulmasına (akma) neden olmak için yetersizdir ve bu nedenle önemli mikro-yapısal özellikler ölçülmektedir.LVER, gerilme ve gerinimin orantılı olduğu genlik aralığıdır.
- Doğrusal Viskoelastik Bölge (LVER)LVER'de, uygulanan gerilimler yapının yapısal bozulmasına (akma) neden olmak için yetersizdir ve bu nedenle önemli mikro-yapısal özellikler ölçülmektedir.LVER'de, uygulanan gerilmeler (veya gerinimler) yapının yapısal bozulmasına ve dolayısıyla mikroyapısal bozulmaya neden olmak için yetersizdir
Sonuç
DSC ve rotasyonel reometri, tırnak jellerinin kürlenmesinin karakterizasyonu için iki tamamlayıcı yöntemdir.
Her iki yöntem de kürlenme hızını vurgular. DSC 300 Caliris® ayrıca kürlenme sırasında açığa çıkan enerji hakkında bilgi sağlarken, Kinexus ile yapılan ölçümler farklı ürünlerin kürlenme sırasındaki ve sonrasındaki özelliklerini karşılaştırır.