Članak koji objašnjava silikone: Koje su klasifikacije i razlike silikona? Koje su specifične primjene raznih silikonskih ulja?

Silikon je vrsta materijala između anorganskog i organskog, koji sadrži i anorganski kostur koji se uglavnom sastoji od silicij-kisikovih veza i organskih komponenti povezanih silicij-ugljikovim vezama. Zbog svoje izvrsne hidrofobnosti, otpornosti na UV zračenje, kemijske i fiziološke inertnosti, kompatibilnosti, učinkovitosti protiv -razmazivanja i učinka poboljšanja osjećaja kože, danas se naširoko koristi u mnogim segmentima kozmetičke industrije, posebno u proizvodima za šminku, kosu i dnevnu njegu.

Silikonski proizvodi upotrebljavaju se u svakodnevnoj kemijskoj industriji od 1950-ih, što ih čini dugotrajnijim-proizvodom od mnogih drugih. Razgovarajmo o tome: Što je zapravo silikon? Koliko vrsta postoji? A koji su neki od svakodnevnih proizvoda koje koristite?

Organosilicijski spojevi sadrže silicij-ugljikove (Si-C) veze, s najmanje jednom organskom skupinom izravno povezanom s atomom silicija. Oni obično postoje kao polisiloksani i posjeduju jedinstvenu kemijsku strukturu i izvrsna fizikalna svojstva. Osnovna strukturna jedinica organosilicija sastoji se od lanaca silicija-kisika, s bočnim lancima povezanim s drugim organskim skupinama preko atoma silicija. Ova struktura mu omogućuje kombiniranje svojstava organskih spojeva s funkcijama anorganskih spojeva.

Silikonsko ulje

Silikonska ulja posjeduju izvrsnu hidrofobnost, fiziološku inertnost, antioksidativna svojstva i nisku površinsku napetost. Uvođenjem funkcionalnih skupina u molekule silikonskog ulja mogu se silikonskim uljima dati nova funkcionalna svojstva, čime se proširuje njihova primjena u kozmetici. Osnovna metoda sinteze silikonskih ulja uključuje polimerizaciju različitih monomera u prisutnosti katalizatora, prvenstveno kroz reakcije hidrosililacije i siloksanske hidrolize-kondenzacije.

Silikonski vosak
Silikonsko ulje dugog{0}}alkila je polisiloksan modificiran dugo{1}}lancem alkila (C8+), također poznat kao silikonski vosak (kada ugljikov lanac dosegne određenu duljinu, proizvod postaje bijeli vosak). Silikonski vosak je hidrofobni silikonski polimer, nastao reakcijom sililacije između hidrogeniranog silikonskog ulja i dugolančanih olefina. Čvrsto je na sobnoj temperaturi i vlaži kožu, smanjuje ljepljivost i kozmetici daje izvrsna svojstva-zaštite kože, hidrofobnost, prozračnost, UV zaštitu i mekoću. U kozmetici za zaštitu od sunca, može se miješati s mineralnim uljem prije dodavanja u uljnu fazu, pružajući izvrsnu zaštitu od zračenja i sinergijske učinke s UV apsorberima i kremama za sunčanje. U proizvodima za njegu kose ostavlja kosu mekom i sjajnom.

Silikonski emulgatori
Silikonski emulgatori imaju nisku površinsku napetost, povećavajući stabilnost emulzije dok pružaju mekan i gladak osjećaj. Glavni silikonski emulgator je polieter-modificirani polisiloksan, koji kombinira hidrofilne, higroskopne polieterske segmente s hidrofobnim, popustljivim segmentima polisiloksana. Ovo daje proizvodu izvrsna svojstva emulgiranja i površinskog rasprostiranja. Međutim, polieterske sirovine mogu sadržavati zabranjene tvari kao što je dioksan, što predstavlja određene rizike primjene. Stoga su u tijeku opsežna istraživanja za razvoj silikonskih emulgatora bez polieterskih segmenata.

Sredstva za-oblikovanje silikonskog filma
Silikonska sredstva za{0}}oblikovanje filma posjeduju izvrsnu adheziju i fleksibilnost, tvoreći kontinuirane, mekane i dobro prianjajuće filmove na kosi, koži i noktima. Nude izvrsnu izdržljivost i izvanrednu otpornost na razmazivanje. MQ silikonska smola, uobičajeno sredstvo za-formiranje silikonskog filma, dobiva se polikondenzacijom M i Q monomera. Poliakrilati nude izvrsnu otpornost na vremenske uvjete i isplativi su-. Visoka energija veze silicij-kisikovih veza u silikonskoj okosnici pridonosi izvrsnim svojstvima-stvaranja filma i otpornosti na migraciju, dok također poboljšava SPF proizvoda za zaštitu od sunca.

Silikonski elastomeri
Silikonski elastomeri tvore fleksibilnu,-trodimenzionalnu mrežnu strukturu umrežavanjem između molekularnih lanaca. Šupljine unutar ove mreže mogu apsorbirati silikonsko ulje niske-viskoznosti i formirati silikonski elastomerni gel. Silikonski polimerni prahovi također se mogu proizvoditi bez silikonskog ulja. Silikonski elastomeri mogu pružiti glatku, baršunastu teksturu, smanjiti ljepljivost formula proizvoda, stvoriti prozračni film na koži, poboljšati hidratantna svojstva i produljiti trošenje kozmetike. Kako bi se zadovoljila potražnja za funkcionalnom kozmetikom, silikonski elastomeri često se modificiraju. Ovisno o strukturi nakon modifikacije i umrežavanja, silikonski elastomeri mogu se kategorizirati kao poliuretanski-modificirani, polieter-modificirani i dugo-lančani alkil-modificirani.

Među silikonskim proizvodima najviše se koristi silikonsko ulje. Silikonsko ulje ima brojna jedinstvena svojstva, uključujući niskotemperaturni-omjer viskoznosti, otpornost na visoke i niske temperature, otpornost na oksidaciju, visoko plamište, nisku hlapljivost, dobru izolaciju, nisku površinsku napetost, ne-korozivnost za metale i ne-toksičnost. Dakle, što je silikonsko ulje? Koje vrste postoje? A kako se koriste u kozmetici?

Što je silikonsko ulje?

Jesu li silikonsko ulje i dimetil silikonsko ulje ista stvar? Silikonsko ulje općenito se odnosi na organski polisiloksan koji je tekući na sobnoj temperaturi. Silikonsko ulje i dimetil silikonsko ulje nisu identični. Silikonsko ulje se može podijeliti u nekoliko vrsta na temelju različitih organskih skupina u silikonskom ulju. Među njima, polidimetilsiloksan, poznat i kao dimetil silikonsko ulje, specifična je vrsta silikonskog ulja koje dijeli većinu svojstava silikonskog ulja. Među svim silikonskim uljima, metil silikonsko ulje je najraširenija i najvažnija vrsta silikonskog ulja.

Osnovna struktura silikonskog ulja:

Silikonsko ulje je polisiloksan lančane strukture. Dijeli se na linearno silikonsko ulje i razgranato silikonsko ulje (slika 1). R predstavlja organsku skupinu, a R' predstavlja organsku skupinu ili vodik. Kada su i R i R' metil, to je metil silikonsko ulje. Kada je R' etil, propil, dugo{5}}lančani alkil, fenil ili druga modificirajuća skupina, može prenijeti specifična svojstva silikonskom ulju. Na primjer, dugo{7}}lančane alkilne skupine mogu povećati afinitet prema organskoj tvari i mazivost, dok polieterski segmenti mogu povećati hidrofilnost.

Iz molekularne perspektive, silikonska ulja posjeduju tri različite strukturne karakteristike: Sastoje se od četiri osnovne jedinice s različitim funkcijama-M, D, T i Q (Slika 2)-povezane zajedno u različitim uzorcima kovalentne veze. Molekularni lanac sadrži niz kemijskih veza koje daju različita svojstva. Na primjer, Si-O-Si veze daju otpornost na toplinu, otpornost na plamen i otpornost na vremenske uvjete, dok Si-C veze daju površinsku aktivnost, hidrofobnost i svojstva uklanjanja pjene. Silikonske metilne skupine su bitne; sva silikonska ulja su derivati ​​metil silikonskih ulja. Silicij-ugljikova veza unutar silicijeve metilne skupine najstabilnija je i daje silikonskim uljima jedinstvena svojstva.

Općenito govoreći, silikonska ulja se primarno sintetiziraju polimerizacijom monomera ili agensa za spajanje različitih funkcionalnosti kroz specifične metode ili cijepljenjem na polisiloksanske okosnice ili bočne lance. Ove se reakcije odvijaju kroz reakcije ravnoteže siloksana, reakcije kondenzacije između siloksanskih funkcionalnih skupina i reakcije hidrosililacije.

① Metil silikonsko ulje: Molekularna struktura metil silikonskog ulja u potpunosti se sastoji od metilnih skupina. Pokazuje visoku površinsku aktivnost, nisku površinsku napetost, lako se razmazuje i hidrofobna svojstva. Na koži stvara hidrofobni, prozračni zaštitni film i pomaže kosi da zadrži svoj prirodni sjaj. Stoga se metil silikonsko ulje može koristiti kao sredstvo za nanošenje, lubrikant i omekšivač, često zamjenjujući tradicionalne uljne sastojke kao što su parafin i petrolatum.

② Fenil silikonsko ulje: Kada se neke od metilnih skupina u molekularnom lancu metil silikonskog ulja zamijene fenilnim skupinama, proizvodi se metilfenil silikonsko ulje. Metilfenil silikonsko ulje je bezbojna ili žuta, prozirna tekućina. Prisutnost fenilne skupine poboljšava kompatibilnost s kozmetičkim bazama i pojačava sjaj, što ga čini korisnim kao sredstvo -otporno na zračenje u kremama za sunčanje.

③ Metil dugo{0}}lančano alkil silikonsko ulje. Kada je dio metilnih skupina u metil silikonskom ulju zamijenjen dugim-lančanim alkilnim skupinama, to se naziva metilno dugo-lančano alkil silikonsko ulje. Uvođenje dugo{5}}lančanih alkilnih skupina poboljšava mazivost, uklanjanje pjene i svojstva protiv-ljepljenja proizvoda. Što je dulji alkilni lanac u molekularnom lancu, veća je površinska napetost, indeks loma i viskoznost proizvoda, a niža gustoća. Kada se u ulju za kosu koristi metilno-lančano alkilno silikonsko ulje, ono može poboljšati mazivost i razmazivost proizvoda te poboljšati kvalitetu kose; ako se koristi u ružu za usne, može poboljšati hidrataciju i prozračnost ruža za usne; kada se koristi u proizvodima za zaštitu od sunca, ima izvrsne učinke protiv-zračenja i ima dobar sinergistički učinak s UV apsorberima i kremama za sunčanje.

④ Polietersko-modificirano silikonsko ulje Polietersko-modificirano silikonsko ulje odnosi se na silikonsko ulje koje sadrži polieterske segmente u svojim molekulama. Siloksanski segmenti u molekularnom lancu polieter-modificiranog silikonskog ulja daju mu nisku površinsku napetost, dok mu hidrofilni polieterski segmenti daju hidrofilnost. Dva spojena segmenta čine ga izvrsnim surfaktantom. Kada se koristi u kozmetici, ne samo da može poboljšati mazivost i hidratantna svojstva proizvoda, već i smanjiti ljepljivost. Prema različitim kemijskim strukturama, polieter-modificirana silikonska ulja mogu se podijeliti u vrste Si-O-C i Si-C. Prvo ima dva segmenta povezana Si-O-C vezama, koja su hidrolizabilna polieter-modificirana silikonska ulja i nestabilna su; potonje ima dva segmenta povezana Si-C vezama, a to su ne-polieter-modificirana silikonska ulja koja se ne mogu hidrolizirati, a koja su relativno stabilna i laka za skladištenje. Polieter-modificirano silikonsko ulje ima karakteristike topljivosti u vodi, emulgiranja, površinske aktivnosti i fiziološke inertnosti. Kada se doda formuli dnevnih kemijskih proizvoda, može proizvesti proizvode koji ne-iritiraju kožu, imaju dobra hidratantna i antibakterijska svojstva. Izvrsno je pomoćno sredstvo u kozmetici.

⑤ Aminoalkil-modificirano silikonsko ulje: Aminoalkil-modificirano silikonsko ulje odnosi se na silikonska ulja u kojima su neke od metilnih skupina u molekularnom lancu dimetil silikonskog ulja zamijenjene aminoalkilnim skupinama, uključujući primarne, sekundarne i tercijarne amine. Svojstva i funkcije silikonskog ulja variraju ovisno o aminoalkilnoj skupini. Ovisno o položaju aminoalkilne skupine, amino-modificirana silikonska ulja mogu se podijeliti na aminosilikonska ulja bočnog-lanca i terminalna aminosilikonska ulja. Najčešće korišteno aminosilikonsko ulje je aminopropil silikonsko ulje. Zbog polariteta i reaktivnosti amino skupine, lakše se emulgira i dispergira nego dimetil silikonsko ulje. Amino skupine također mogu fizički ili kemijski reagirati sa skupinama na površini kose, ciljano se upijajući na površinu kose, čineći je glatkom i sjajnijom. Naširoko se koriste u šamponima i završnoj obradi tekstila za poboljšanje perivosti tkanina, otpornosti na skupljanje i mekoće. Međutim, amino silikonsko ulje može lako uzrokovati žutilo tkanina, slabe je stabilnosti i hidrofilnosti te obično zahtijeva upotrebu velike količine emulgatora za pripremu emulzije. Stoga polieter-modificirano amino silikonsko ulje ne samo da ima vrhunska svojstva protiv-žućenja i veću stabilnost, već također može poboljšati glatkoću, mekoću i hidrofilnost tkanina, značajno poboljšavajući udobnost i izdržljivost tkanina.

⑥ Kvarterna amonijeva-modificirana silikonska ulja: Silikonska ulja koja sadrže kvaterne amonijeve skupine u svojim molekulama nazivaju se kvaterna amonijeva-silikonska ulja. Baktericidni kationi u kvaternim amonijem-modificiranim silikonskim uljima privlače i vežu negativno nabijene bakterije i gljivice, inhibiraju njihovo disanje, prodiru u bakterijske stanice i ometaju metabolizam enzima, čime postižu antibakterijski učinak. Silikoni na bazi kvaternog-amonija također su otporni na žućenje i mogu se koristiti u obradi tkanina. Kada se dodaju u šampon, silikonska ulja-na bazi kvaternog amonija također mogu poboljšati raščešljavanje kose, ostavljajući je mekom i sjajnom.

⑦ Karboksil-modificirano silikonsko ulje Silikonsko ulje s karboksilnim skupinama uvedenim na oba kraja ili bočnih lanaca metil silikonskog ulja naziva se karboksil-modificirano silikonsko ulje. Glavne karboksilne ugljikovodične skupine su: -C2H4COOH, -CH2CHMeCOOH, -C10H20COOH, itd. Karboksilne skupine su reaktivne i polarne i koriste se u politurama, mazivima, sredstvima za odvajanje i proizvodima od tkanina.

⑧ Merkapto-modificirana silikonska ulja sadrže merkapto skupine u svojim molekulama i koriste se za modificiranje raznih polimera. Merkapto grupe također stupaju u interakciju s kosom, pa se merkapto-modificirana silikonska ulja koriste u proizvodima za njegu kose i bojama za povećanje močivosti kose i održavanje boje kose.

⑨ Epoksi-modificirana silikonska ulja: Epoksi-modificirana silikonska ulja su silikonska ulja koja imaju epoksi skupine uvedene u metil silikonsko ulje. Ove epoksidne skupine daju svojstva reaktivnosti, adsorpcije i umrežavanja. Kada se koriste kao sredstvo za površinsku obradu, mogu poboljšati otpornost na gužvanje i sposobnost šivanja tkanina. Kada se koriste kao sredstvo za tretiranje perika, mogu poboljšati glatkoću kose i spriječiti žutilo.

Ove četiri kategorije su silikonski proizvodi koji se često koriste u kozmetici. Mnogi ljudi ne mogu razlikovati između njih. Zapravo, u kozmetičkom silikonskom sustavu, osnovne razlike između silikonskog ulja, silikonskog voska, silikonskog elastomera i silikonskog praha proizlaze iz njihove kemijske strukture (linearno/ukršteno-povezano/u prahu) i fizičkog oblika (tekućina/polu-krutina/elastomer/prah), što dovodi do značajnih razlika u njihovom osjećaju na koži, funkciji i scenarijima primjene.

1. Silikonsko ulje je najosnovniji organski silicij u kozmetici. To je u biti linearna polisiloksanska tekućina.
2. Silikonski vosak je modificirano silikonsko ulje. Uvođenjem "skupina sličnih vosku" (kao što su stearilne i cetilne skupine), ima "polu-kruti/čvrsti" oblik i svojstva vezivanja tradicionalnih voskova (kao što su parafin i pčelinji vosak).
3. Silikonski elastomeri temelje se na polidimetilsiloksanu. Unakrsne -skupine kao što su vinilne skupine tvore tro-dimenzionalnu mrežu. Međumolekularni prostori mogu inkapsulirati silikonsko ulje ili otapala, dajući im elastičnost.
4. Silikonski prahovi temelje se na "silikonskim unakrsno-polimerima." Molekule tvore tro-dimenzionalnu mrežnu strukturu. Čestice praha imaju hidrofobne skupine na površini, što ih čini manje osjetljivima na upijanje vlage.