Какие факторы влияют на силиконовый пленкообразователь?

Рынок органосиликоновых пленкообразователей в косметической отрасли демонстрирует устойчивый рост. В косметической промышленности органосиликоновые пленкообразователи широко используются в таких продуктах, как тональные кремы, солнцезащитные средства и косметика. Их уникальные свойства, такие как водонепроницаемость, воздухопроницаемость, гибкость и улучшение ощущений на коже, делают их ключевым компонентом для улучшения характеристик косметических средств. Какие факторы влияют на кремниевые пленкообразующие агенты?

Silicone film-forming agents have a significant impact on the cosmetics industry. They can significantly enhance product performance, such as improving durability, waterproofing, and sweat resistance, enhancing skin feel, and improving color effects, meeting consumers’ demand for high-quality cosmetics. In terms of formulation innovation, their excellent compatibility with various ingredients optimizes the performance of cosmetic films while reducing the usage of other ingredients and lowering costs. Additionally, they drive growth in the cosmetics market, particularly in sunscreen and makeup， и средства по уходу за кожей, средства по уходу за волосами.

Существует пять аспектов введения кремниевых пленкообразователей:

• Как классифицируются пленкообразующие агенты?
• Как сравнивать эффект пленки для разных пленкообразующих агентов?
• Как молекулярный вес влияет на пленкообразующую способность MQ?
• Как сочетание “soft” и “hard” компонентов влияет на пленкообразующую способность?
• Как улучшить кремниевые пленкообразующие агенты?

1. Как классифицируются пленкообразующие агенты?

(1) Классификация по растворимости

Маслорастворимые пленкообразующие агенты: Эти агенты растворимы в масляных растворителях и используются в масляных системах или формулах, требующих хорошей совместимости с маслами.

Вододиспергируемые пленкообразующие агенты: Эти агенты могут диспергироваться в воде и подходят для водных или водно-масляных (O/W) солнцезащитных формулировок, что делает их наиболее распространенным типом в настоящее время.

(2) Классификация по химической структуре

Производные винилпирролидона: Обладают превосходными пленкообразующими свойствами и хорошей совместимостью с кожей, обеспечивая гибкость образуемой пленки.

Акриловые полимеры: Быстро образуют пленку, обладают хорошей твердостью и износостойкостью; их пленкообразующие свойства можно регулировать путем модификации структуры полимера.

На основе органосилоксанов: Обладают превосходной водостойкостью, воздухопроницаемостью и гладкой текстурой, а после формирования пленки обеспечивают коже приятное сухое и мягкое ощущение.

Polyurethane-based: Forms a tough, abrasion-resistant film with good adhesion to the skin, and the film’s flexibility and hardness can be adjusted.

На основе полиэстера: Обладают стабильными пленкообразующими свойствами и хорошей совместимостью с другими ингредиентами, формируя равномерную, сплошную пленку на поверхности кожи.

2. Как сравнивать эффект пленки для разных пленкообразующих агентов?

Пять различных типов пленкообразующих агентов—производные винилпирролидона, акриловые полимеры, органосилоксаны, полиуретаны и полиэстеры—добавляли в различных концентрациях в эмульсионную формулу солнцезащитного средства O/W для приготовления образцов для тестирования. Эмульсия без добавления пленкообразующих агентов служила контрольной группой. С помощью анализатора фактора солнечной защиты и спектрометра ультрафиолетовой и видимой области спектра значения SPF образцов тестировали in vitro для изучения влияния пленкообразующих агентов на улучшение показателей SPF и водостойкость.

Результаты показали значительные различия между различными пленкообразующими агентами в улучшении характеристик систем солнцезащитных средств O/W.

(1) В отношении эффектов улучшения SPF

Пленкообразующие агенты на основе PVP и акрилового полимера демонстрировали значительное улучшение. На уровне добавления 2% A2 достигла скорости повышения SPF на 47%, тогда как агенты на основе акрилового полимера превысили улучшение на 30% при 2–Уровни добавления 3%. Это приписывается их способности укреплять прочность интерфейса эмульсии и способствовать равномерному распределению солнцезащитных средств. Силиконовые агенты демонстрировали более слабый эффект усиления, при этом фторированный C3 показал немного лучшие результаты, чем C1 и C2, так как C1 и C2 демонстрируют плохую совместимость в формуле; полиэфирные и полиуретановые типы оказывают минимальное и схожее влияние на значения SPF.

(2) По своему воздействию на кривые поглощения

На основе PVP и акриловых полимеров агенты значительно повышают поглощение в диапазонах UVA и UVB. Силиконовые агенты проявляют заметный сдвиг кривой поглощения только для C3, в то время как полиуретановые и полиэфирные агенты усиливают поглощение только в диапазоне UVB. Это связано с тем, как каждый тип пленкообразующего агента улучшает водостойкость, реологические свойства и их собственные характеристики.

(3) С точки зрения водостойкости

ПВП-основанные, определенные полиакрилатные и полиуретановые пленкообразователи демонстрируют хорошую производительность, в то время как пленкообразователи на основе C1 и полиэфира имеют несколько более низкое сопротивление воде E, а C3 обладает хорошей водостойкостью. Это обусловлено химической структурой пленкообразователей, например, длинноцепочные алкильные группы в ПВП-основанных пленкообразователях повышают водостойкость, жесткая и хрупкая природа пленкообразователей C1 и E делает их склонными к трещинам, а фторированные модифицированные группы в C3 улучшают водостойкость.

3. Как молекулярный вес влияет на пленкообразующую способность MQ?

Было отобрано двадцать один кремнийорганический MQ-смол, и твердые пленкообразователи были сформулированы в растворах циклопентасилоксана 15% и 40%. Жидкие пленкообразователи были разбавлены до одинаковой концентрации на основе твердого остатка. С помощью различных испытаний на производительность были изучены молекулярный вес каждого пленкообразователя и его состояние распределения, пленкообразующие свойства, время пленкообразования, гидрофобность, потоустойчивость, маслоустойчивость, воздухопроницаемость и другие характеристики производительности. Результаты показали:

(1) Молекулярная масса: 

Большинство кремнийорганических MQ-смол имеют молекулярный вес в диапазоне от 4 000 до 9 000 Да, с PDI от 1 до 3, близким к 2, и относительно широким распределением.

(2) Хрупкость пленки: 

Когда молекулярный вес находится в диапазоне от 4 000 до 8 200 Да, хрупкость пленкообразования проявляет линейную зависимость от молекулярного веса; при уменьшении молекулярного веса хрупкость также снижается.

(3) Время формирования пленки: 

Пленкообразователи с молекулярным весом 7 000–Образцы с молекулярной массой 8 200 Да проявляют высокую хрупкость образуемой пленки и короткое время формирования пленки; образцы с молекулярной массой 4 000–Препараты с молекулярной массой 7000 Да демонстрируют снижение хрупкости образовавшейся пленки и увеличение времени формирования пленки. Кроме того, когда образцы обладают сходными свойствами и сравнимой молекулярной массой, образцы с более высокими значениями PDI демонстрируют более длительные времена формирования пленки.

(4) Скорость проницаемости: 

Образцы с высокими показателями проницаемости имеют более низкую молекулярную массу, меньшую хрупкость пленки и более длительные времена формирования; образцы с низкими показателями проницаемости имеют более высокую молекулярную массу и более высокую хрупкость пленки.

(5) Гидрофобность, водоотталкивающие и маслоотталкивающие свойства:

Большинство образцов не могут одновременно проявлять как гидрофобные, так и олеофобные свойства, но образцы Q, H, I, S и T демонстрируют относительно сбалансированную производительность. В диапазоне от 4000 до 8000 Да гидрофобность и олеофобность увеличиваются с ростом молекулярного веса; выше 8000 Да тенденция меняется.

Комплексная производительность: при высоком молекулярном весе образованная пленка возрастает в хрупкости, время формирования пленки ускоряется, а воздухопроницаемость снижается; при низком молекулярном весе наблюдается противоположная ситуация. В диапазоне от 4000 до 8000 Да гидрофобность и олеофобность увеличиваются с повышением молекулярного веса. Когда молекулярный вес составляет около 8000 Да, гидрофобность смолы MQ относительно низка, но она увеличивается при дальнейшем росте молекулярного веса, тогда как олеофобность снижается с увеличением молекулярного веса.

4. Как комбинация “soft” и “hard” компонентов влияет на пленкообразующую способность?

Современные долговременные технологии макияжа в основном полагаются на “пленкообразующие агенты,” но им не хватает универсальных формульных рекомендаций. Стратегия “soft” + “hard” формулировки сосредоточена на взаимодействиях между неволатильными компонентами. Понимание внутренних свойств материала ‘soft’ и “hard” Нелетучие смеси могут помочь прогнозировать и оптимизировать прочность пленок для макияжа.

Исследование выбрали “soft” компоненты (кремниевые полиэфирные эмульгаторы, SPE) и “hard” компоненты (кремниевые акрилатные сополимеры) для изучения, готовили смеси в разных соотношениях и проводили испытания.

Методы испытаний и результаты: визуальная оценка и наблюдение с помощью трансмиссионной электронной микроскопии показали, что кремниевые акрилаты совместимы с определенными кремниевыми полиэфирными эмульгаторами (SPE), но несовместимы с другими; вязкоупругость, свойства пленки (твердость и вязкость), гибкость и сопротивление образованию трещин совместимых смесей показали, что соотношение “soft” to “hard” компоненты влияет на эти свойства; были проведены тесты на стойкость к кожному салу/маслу и контактные тесты на перенос, и результаты показали, что если кожное сало смешивается с нелетучими компонентами, это снижает ‘hard’ to “soft” соотношение, ослабляя силу связи между пигментами и кожей; выбор компонентов с низкой смешиваемостью с кожным салом может снизить негативное влияние кожного сала.

Эмульгатор D обладает хорошей совместимостью с кремниевыми акрилатами и самым высоким уровнем несмешиваемости с синтетическим маслом кожного сала, тем самым обеспечивая формуле оптимальную устойчивость к кожному салу. Это предполагает, что при выборе мягких компонентов для пленкообразователей следует выбирать компоненты с хорошей совместимостью с пленкообразователем, но плохой совместимостью с кожным салом, что может привести к более долговечному нанесению макияжа.

Кремнийорганическая смола XJY-8203/8205 Methyl MO

XJY8203/8205 — это твердый кремниевый порошок, этот кремний может образовывать сплошной слой. Гладкость, создаваемая им, обеспечивает отличную водостойкость и может использоваться в различных формулах по уходу за кожей. Он также обладает УФ-защитой и может использоваться в солнцезащитных продуктах. Существуют также различные органические растворители, которые могут соответствовать.

5. Как улучшить кремниевые пленкообразующие агенты?

Отличаясь от натурального вида, кремниевые пленкообразователи предлагают множество значимых химических и механических свойств. Во-первых, они проявляют excellent стойкость к атмосферным воздействиям, сохраняя стабильность в жестких условиях, таких как УФ-излучение, высокие температуры и влажность, свойства связывания воды, без старения, трещин или обесцвечивания благодаря функциональным группам. Во-вторых, их низкое поверхностное натяжение обеспечивает отличные смачиваемость и растекаемость на поверхностях объектов, позволяя равномерно покрывать и формировать сплошной покрывающий слой. Кремниевый пленкообразователь может использоваться в фармацевтической промышленности (в веществе лекарственного препарата, высвобождении лекарственного средства, доставке лекарств, влажном гранулировании, выходе таблеток). Как можно улучшить производительность кремниевых пленкообразователей?

Xinjiayi Silicone is one of China’s leading manufacturers of silicone MQ resins and VMQ silicones, with over 30 years of R&D and manufacturing experience in the silicone industry, holding more than 15 related patents and technical support. Our silicone raw material products can meet the needs of the cosmetics industry and provide diverse customized solutions for qualified industrial users.