Дослідження реологічних властивостей косметичних емульсій прямого типу, розроблених на основі композицій

ДОСЛІДЖЕННЯ РЕОЛОГІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ КОСМЕТИЧНИХ ЕМУЛЬСІЙ ПРЯМОГО ТИПУ, РОЗРОБЛЕНИХ НА ОСНОВІ КОМПОЗИЦІЙ СИЛІКОНІВ

STUDY OF THE RHEOLOGICAL PROPERTIES OF DIRECT TYPE COSMETIC EMULSIONS DEVELOPED ON THE BASIS OF THE COMPOSITIONS OF SILICONES

Сторінки: 251-259. Номер: №5, 2022 (313)  
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2022-313-5-251-259
Автори:
ВАСИЛЬЧЕНКО Ірина
Херсонський національний технічний університет
ORCID ID: 0000-0003-0546-021Х
e-mail: irinagonta165@gmail.com
КУПРІЙ Ярослав
Херсонський національний технічний університет
ORCID ID: 0000-0003-0695-4780
e-mail: kupriy@gmail.com
СЕМЕШКО Ольга
Херсонський національний технічний університет
ORCID ID: 0000-0002-8309-5273
e-mail: solgaya@gmail.com
VASYLCHENKO Iryna, KUPRIY Yaroslav, SEMESHKO Olga
Kherson National Technical University

Анотація мовою оригіналу

В роботі наведено результати досліджень реологічних властивостей емульсій косметичного призначення, які були розроблені з використанням композицій силіконів, з метою отримання систем із оптимальними тиксотропними та екструзійними властивостями.
Як об’єкти дослідження використані малокомпонентні прямі емульсії на основі мінерального масла та композицій силіконів марки «BRB International BV» (Нідерланди), а саме: індивідуальний силікон полідиметилсилоксан Silicone Oil 350 cSt та сумішевий – амодиметикон BRB 1288. Визначення реологічних властивостей емульсій проводилося на ротаційному віскозиметрі «Rheotest – 2» шляхом встановлення залежності в’язкості емульсій та прикладеної напруги зсуву від швидкості зсуву. На основі отриманих даних було розраховано прикладену показники динамічної в’язкості, коефіцієнти динамічної текучості при різних швидкостях зсуву, а також показник механічної стабільності досліджуваних систем.
У результаті реологічних досліджень отриманих косметичних емульсій на основі композицій силіконів встановлено тип течії та наявність тиксотропних властивостей. Визначено зразок емульсії, що має найбільш виражені пружні властивості та найбільше значення межі плину. Дослідження екструзійних властивостей емульсій шляхом розрахунку коефіцієнти динамічної текучості дозволило визначити зразок емульсії з вмістом силіконів, який має не високий показник динамічного розрідження та може характеризуватись більш важким розподіленням по шкірі та буде легко і вільно рухатись технологічним обладнанням. Знайдено склад емульсії, механічна стабільність якої є високою, що сприятиме збереженню її структури в процесі необоротної деформації. Шляхом реологічних досліджень встановлено склад косметичної емульсії на основі силіконів полідиметилсилоксану Silicone Oil 350 cSt та амодиметикону BRB 1288, який характеризується оптимальними в’язкісними, реологічними та екструзійними властивостями.
Ключові слова: емульсії, косметичні силікони, полідиметилсилоксан, амодиметикон, реологія, екструзійні властивості, механічна стабільність.

Розширена анотація англійською  мовою

The paper presents the results of studies of the rheological properties of cosmetic emulsions developed using compositions of silicones in order to obtain systems with optimal thixotropic and extrusion properties.
Small-component direct emulsions based on the mineral oil and the compositions of the BRB International BV (Netherlands) brand silicones, that are Silicone Oil 350 cSt – individual silicopolydimethylsiloxane and BRB 1288 – mixed amodimethicone, were used as the objects of the study. The rheological properties of emulsions were determined using a rotational viscometer “Rheotest – 2” by establishing the dependence of the viscosity of emulsions and the applied shear stress on the shear rate. Based on the data obtained, the dynamic viscosity indicators, dynamic fluidity coefficients at various shear rates, as well as the mechanical stability index of the studied systems were calculated.
As a result of the rheological studies of the obtained cosmetic emulsions based on the compositions of silicones, the type of their flow and the presence of thixotropic properties were established. The emulsion sample has been determined that has the most pronounced elastic properties and the highest value of the flow limit. The study of the extrusion properties of emulsions by calculating the coefficients of dynamic fluidity made it possible to determine the emulsion sample that has a low dynamic rarefaction and can be characterized by easier distribution over the skin and, at the same time, can easily and freely move through the process equipment. The composition of the emulsion is found, the mechanical stability of which is high, which will contribute to the preservation of its structure in the process of irreversible deformation. The rheological studies have established the composition of the cosmetic emulsion based on the Silicone Oil 350 cSt polydimethylsiloxane and the BRB 1288 amodimethicone, which is characterized by optimal viscosity, rheological and extrusion properties.
Keywords: emulsions, cosmetic silicones, polydimethylsiloxane, amodimethicone, rheology, extrusion properties, mechanical stability.

Література

1. Гаргаун Р.В. Дослідження впливу силіконів на властивості косметичних емульсій прямого типу / Р.В. Гаргаун, З.М. Попова, О.М. Куник, Д.Г. Сарібєкова // Вісник Хмельницького національного університету. Серія: Технічні науки. – 2019. – №2. – С. 94 – 98.
2. Гаргаун Р.В. Дослідження впливу кремнійорганічних полімерів на реологію косметичних емульсій прямого типу / Р.В. Гаргаун, О.М. Куник, Д.Г. Сарібєкова, М.О. Саніна // матеріали VIІ Всеукраїнської науково-практичної заочної конф. молодих учених і студентів «Науково-практичні розробки молодих учених в хімічній, харчовій та парфумерно-косметичній галузях промисловості», м. Херсон, 12 листопада 2020 р. – С. 89 – 90.
3. Гаргаун Р.В. Дослідження впливу силіконів на реологічні властивості косметичних емульсій / Р.В. Гаргаун, Д.С. Ляховський, О.М. Куник, Д.Г. Сарібєкова // матеріали ІІІ Всеукраїнської науково-практичної конф. «Актуальні проблеми хімії та хімічної технології», м. Київ, 21 – 22 листопада 2018 р. – С. 123 – 125.
4. Гаргаун Р.В. Дослідження впливу силіконів на органолептичні властивості косметичних емульсій / Р.В. Гаргаун, Д.С. Ляховський, О.М. Куник, Д.Г. Сарібєкова // матеріали VI Міжнародної науково-практичної конф. «Хімія, біо- і нанотехнології, екологія та економіка в харчовій і косметичній промисловості», м. Харків, 1 – 2 листопада 2018 р. – С. 33 – 35.
5. Пат. на корисну модель № 144145 України. МПК (2006.01), A61K 8/06, A61K 8/18. Косметична емульсія, збагачена біологічно активними добавками / Р.В. Гаргаун, О.М. Куник, Д.Г. Сарібєкова; заявник і патентовласник Херсонський національний технічний університет. – № u202000613; заяв. 03.02.2020; опубл. 10.09.2020; бюл. № 17/2020. – 4 с.
6. Реотест-2.1. Цилиндрический и конусно-пластиночный ротационный вискозиметр. Инструкция по эксплуатации [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.twirpx.com/file/1543541. (дата звернення 03.10.2021).
7. Аркуша А.А. Исследование структурно-механических свойств мазей с целью определения оптимума консистенции: автореф. дис. на соискание науч. степени канд. фармац. наук: 15.00.01 / Аркуша А.А. – Харьков, 1982. – 23 с.
8. Hibbott H.W. Handbook of cosmetic science: an introduction to principles and applications / H.W. Hibbott. – New York: Oxford, 2016. – 566 р.
9. Самуйлова Л.Н. Косметическая химия в 2 ч. Часть 1. Ингридиенты. / Л.Н. Самуйлова, Т.М. Пучкова. – М: Школа косметических химиков, 2005. – 336 с.
10. Зуйкіна С.С. Теоретичне обґрунтування та розробка комбінованих лікарських препаратів для лікування мастопатії на основі лікарської рослинної сировини: дис. … доктора фарм. наук: 15.00.01 / Зуйкіна Світлана Сергіївна. – Харків, 2021. – 492 с.

References

1. Harhaun R.V. Doslidzhennya vplyvu sylikoniv na vlastyvosti kosmetychnykh emulʹsiy pryamoho typu / R.V. Harhaun, Z.M. Popova, O.M. Kunyk, D.H. Saribyekova // Herald of Khmelnytskyi National University. Seriya: Tekhnichni nauky. – 2019. – №2. – S. 94 – 98.
2. Harhaun R.V. Doslidzhennya vplyvu kremniyorhanichnykh polimeriv na reolohiyu kosmetychnykh emulʹsiy pryamoho typu / R.V. Harhaun, O.M. Kunyk, D.H. Saribyekova, M.O. Sanina // materialy VII Vseukrayinsʹkoyi naukovo-praktychnoyi zaochnoyi konf. molodykh uchenykh i studentiv «Naukovo-praktychni rozrobky molodykh uchenykh v khimichniy, kharchoviy ta parfumerno-kosmetychniy haluzyakh promyslovosti», m. Kherson, 12 lystopada 2020 r. – S. 89 – 90.
3. Harhaun R.V. Doslidzhennya vplyvu sylikoniv na reolohichni vlastyvosti kosmetychnykh emulʹsiy / R.V. Harhaun, D.S. Lyakhovsʹkyy, O.M. Kunyk, D.H. Saribyekova // materialy III Vseukrayinsʹkoyi naukovo-praktychnoyi konf. «Aktualʹni problemy khimiyi ta khimichnoyi tekhnolohiyi», m. Kyyiv, 21 – 22 lystopada 2018 r. – S. 123 – 125.
4. Harhaun R.V. Doslidzhennya vplyvu sylikoniv na orhanoleptychni vlastyvosti kosmetychnykh emulʹsiy / R.V. Harhaun, D.S. Lyakhovsʹkyy, O.M. Kunyk, D.H. Saribyekova // materialy VI Mizhnarodnoyi naukovo-praktychnoyi konf. «Khimiya, bio- i nanotekhnolohiyi, ekolohiya ta ekonomika v kharchoviy i kosmetychniy promyslovosti», m. Kharkiv, 1 – 2 lystopada 2018 r. – S. 33 – 35.
5. Pat. na korysnu modelʹ № 144145 Ukrayiny. MPK (2006.01), A61K 8/06, A61K 8/18. Kosmetychna emulʹsiya, zbahachena biolohichno aktyvnymy dobavkamy / R.V. Harhaun, O.M. Kunyk, D.H. Saribyekova; zayavnyk i patentovlasnyk Khersonsʹkyy natsionalʹnyy tekhnichnyy universytet. – № u202000613; zayav. 03.02.2020; opubl. 10.09.2020; byul. № 17/2020. – 4 s.
6. Reotest-2.1. Tsylyndrycheskyy y konusno-plastynochnyy rotatsyonnyy vyskozymetr. Ynstruktsyya po ékspluatatsyy [Elektronnyy resurs]. – Rezhym dostupu: http://www.twirpx.com/file/1543541. (data zvernennya 03.10.2021).
7. Arkusha A.A. Yssledovanye strukturno-mekhanycheskykh svoystv mazey s tselʹyu opredelenyya optymuma konsystentsyy: avtoref. dys. na soyskanye nauch. stepeny kand. farmats. nauk: 15.00.01 / Arkusha A.A. – Kharʹkov, 1982. – 23 s.
8. Hibbott H.W. Handbook of cosmetic science: an introduction to principles and applications / H.W. Hibbott. – New York: Oxford, 2016. – 566 r.
9. Samuylova L.N. Kosmetycheskaya khymyya v 2 ch. Chastʹ 1. Ynhrydyenty. / L.N. Samuylova, T.M. Puchkova. – M: Shkola kosmetycheskykh khymykov, 2005. – 336 s.
10. Zuykina S.S. Teoretychne obgruntuvannya ta rozrobka kombinovanykh likarsʹkykh preparativ dlya likuvannya mastopatiyi na osnovi likarsʹkoyi roslynnoyi syrovyny: dys. … doktora farm. nauk: 15.00.01 / Zuykina Svitlana Serhiyivna. – Kharkiv, 2021. – 492 s.