Silikonları anlatan bir yazı: Silikonların sınıflandırılması ve farklılıkları nelerdir? Çeşitli silikon yağlarının spesifik uygulamaları nelerdir?

Silikon, hem esas olarak silikon-oksijen bağlarından oluşan inorganik bir iskelet hem de silikon-karbon bağlarıyla bağlanan organik bileşenler içeren inorganik ve organik arasında bir malzeme türüdür. Mükemmel hidrofobikliği, UV ışınlarına karşı direnci, kimyasal ve fizyolojik inertliği, uyumluluğu, leke tutmama performansı ve cilt hissini iyileştirme etkisi nedeniyle artık makyaj, saç ve günlük bakım ürünleri başta olmak üzere kozmetik sektörünün birçok segmentinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Silikon ürünler 1950'lerden bu yana günlük kimya endüstrisinde kullanılıyor ve bu da onları diğerlerinden-daha uzun süredir ayakta tutan bir ürün haline getiriyor. Hadi tartışalım: Silikon tam olarak nedir? Kaç çeşit var? Peki günlük kullandığınız ürünlerden bazıları nelerdir?

Organosilikon bileşikleri, en az bir organik grubun doğrudan bir silikon atomuna bağlı olduğu silikon-karbon (Si-C) bağları içerir. Tipik olarak polisiloksanlar halinde bulunurlar ve benzersiz bir kimyasal yapıya ve mükemmel fiziksel özelliklere sahiptirler. Organosilikon'un temel yapısal birimi silikon-oksijen zincirlerinden oluşur ve yan zincirler silikon atomları aracılığıyla diğer organik gruplara bağlanır. Bu yapı, organik bileşiklerin özelliklerini inorganik bileşiklerin işlevleriyle birleştirmesine olanak tanır.

Silikon Yağı

Silikon yağları mükemmel hidrofobikliğe, fizyolojik eylemsizliğe, antioksidan özelliklere ve düşük yüzey gerilimine sahiptir. Silikon yağı moleküllerine fonksiyonel gruplar eklenerek silikon yağlarına yeni fonksiyonel özellikler kazandırılabilir ve böylece kozmetikteki uygulamaları genişletilebilir. Silikon yağları için temel sentez yöntemi, çeşitli monomerlerin bir katalizör varlığında, öncelikle hidrosililasyon ve siloksan hidroliz-yoğunlaşma reaksiyonları yoluyla polimerizasyonunu içerir.

Silikon Balmumu
Uzun-zincirli alkil silikon yağı, silikon mumu olarak da bilinen, uzun-zincirli alkil (C8+) ile değiştirilmiş bir polisiloksandır (karbon zinciri belirli bir uzunluğa ulaştığında ürün beyaz bir mum haline gelir). Silikon mum, hidrojenlenmiş silikon yağı ile uzun-zincirli olefinler arasındaki sililasyon reaksiyonuyla oluşan hidrofobik bir silikon polimeridir. Oda sıcaklığında katıdır ve cildi nemlendirir, yapışkanlığı azaltır ve mükemmel cilt koruma özellikleri, hidrofobiklik, nefes alabilirlik, UV koruması ve kozmetiklere yumuşaklık kazandırır. Güneş koruyucu kozmetiklerde, yağ fazına eklenmeden önce mineral yağ ile karıştırılabilir, mükemmel radyasyon koruması sağlar ve UV emiciler ve güneş koruyucularla sinerjistik etkiler sağlar. Saç bakım ürünlerinde saçların yumuşak ve parlak olmasını sağlar.

Silikon Emülgatörler
Silikon emülgatörlerin düşük yüzey gerilimi vardır, emülsiyon stabilitesini artırırken yumuşak ve pürüzsüz bir his sağlar. Ana silikon emülgatör, hidrofilik, higroskopik polieter segmentlerini hidrofobik, uyumlu polisiloksan segmentleriyle birleştiren polieter-modifiye polisiloksandır. Bu, ürüne mükemmel emülsifikasyon ve yüzey yayılma özellikleri kazandırır. Ancak polieter hammaddeleri dioksan gibi yasaklanmış maddeler içerebilir ve bu da belirli uygulama riskleri doğurur. Bu nedenle, polieter segmentleri olmayan silikon emülgatörlerin geliştirilmesine yönelik kapsamlı araştırmalar devam etmektedir.

Silikon film-oluşturucu maddeler
Silikon film{0}}oluşturucu maddeler mükemmel yapışma ve esnekliğe sahiptir; saç, cilt ve tırnaklar üzerinde sürekli, yumuşak ve güçlü bir şekilde yapışan filmler oluşturur. Mükemmel dayanıklılık ve olağanüstü lekelenme direnci sunarlar. Yaygın bir silikon film-oluşturucu madde olan MQ silikon reçinesi, M ve Q monomerlerinin polikondensasyonu yoluyla elde edilir. Poliakrilatlar hava koşullarına karşı mükemmel dayanıklılık sunar ve-uygun maliyetlidir. Silikon omurgasındaki silikon-oksijen bağlarının yüksek bağ enerjisi, mükemmel film-oluşturma özelliklerine ve migrasyon direncine katkıda bulunurken aynı zamanda güneş koruyucu ürünlerin SPF'sini de geliştirir.

Silikon elastomerler
Silikon elastomerler, moleküler zincirler arasındaki çapraz bağlanma yoluyla esnek, üç-boyutlu bir ağ yapısı oluşturur. Bu ağ içindeki boşluklar, bir silikon elastomer jeli oluşturmak için düşük-viskoziteli silikon yağını emebilir. Silikon polimer tozları silikon yağı olmadan da üretilebilir. Silikon elastomerler pürüzsüz, kadifemsi bir doku sağlayabilir, ürün formüllerinin yapışkanlığını azaltabilir, cilt üzerinde nefes alabilen bir film oluşturabilir, nemlendirme özelliklerini geliştirebilir ve kozmetiklerin ömrünü uzatabilir. Fonksiyonel kozmetiklere olan talebi karşılamak için silikon elastomerler sıklıkla değiştirilmektedir. Modifikasyon ve çapraz bağlanma sonrasındaki yapıya bağlı olarak silikon elastomerler, poliüretan-modifiye edilmiş, polieter-modifiye edilmiş ve uzun-zincirli alkil-modifiye edilmiş olarak sınıflandırılabilir.

Silikon ürünleri arasında en yaygın kullanılanı silikon yağıdır. Silikon yağı, düşük sıcaklık-viskozite oranı, yüksek ve düşük sıcaklık direnci, oksidasyon direnci, yüksek parlama noktası, düşük uçuculuk, iyi yalıtım, düşük yüzey gerilimi, metalleri-aşındırmama ve toksik-olmama gibi çok sayıda benzersiz özelliğe sahiptir. Peki silikon yağı nedir? Hangi türler var? Peki kozmetikte nasıl kullanılıyorlar?

Silikon yağı nedir?

Silikon yağı ve dimetil silikon yağı aynı şey midir? Silikon yağı genellikle oda sıcaklığında sıvı olan organik bir polisiloksan anlamına gelir. Silikon yağı ve dimetil silikon yağı aynı değildir. Silikon yağı, silikon yağındaki farklı organik gruplara göre çeşitli tiplere ayrılabilir. Bunlar arasında dimetil silikon yağı olarak da bilinen polidimetilsiloksan, silikon yağının özelliklerinin çoğunu paylaşan özel bir silikon yağı türüdür. Tüm silikon yağları arasında en yaygın kullanılan ve en önemli silikon yağı türü metil silikon yağıdır.

Silikon yağının temel yapısı:

Silikon yağı zincir yapısına sahip bir polisiloksandır. Lineer silikon yağı ve dallanmış silikon yağı olarak ikiye ayrılır (Şekil 1). R bir organik grubu temsil eder ve R' bir organik grubu veya hidrojeni temsil eder. Hem R hem de R' metil olduğunda, bu bir metil silikon yağıdır. R' bir etil, propil, uzun-zincirli alkil, fenil veya başka değiştirici grup olduğunda, silikon yağına spesifik özellikler kazandırabilir. Örneğin, uzun-zincirli alkil grupları organik maddeye ve kayganlığa olan ilgiyi artırabilirken, polieter segmentleri hidrofilikliği arttırabilir.

Moleküler açıdan bakıldığında, silikon yağları üç farklı yapısal özelliğe sahiptir: Bunlar, çeşitli kovalent bağ modelleriyle birbirine bağlanmış, farklı işlevselliklere sahip ({0}}M, D, T ve Q (Şekil 2)-)-dört temel birimden oluşur. Moleküler zincir, farklı özellikler kazandıran çeşitli kimyasal bağlar içerir. Örneğin, Si-O-Si bağları ısı direnci, alev geciktiricilik ve hava koşullarına dayanıklılık kazandırırken Si-C bağları yüzey aktivitesi, hidrofobiklik ve köpük giderici özellikler kazandırır. Silikon metil grupları esastır; tüm silikon yağları metil silikon yağlarının türevleridir. Silikon metil grubu içindeki silikon-karbon bağı en kararlı olanıdır ve silikon yağlarına benzersiz özellikler kazandırır.

Genel olarak konuşursak, silikon yağları öncelikle monomerlerin veya çeşitli işlevselliklere sahip birleştirme maddelerinin spesifik yöntemlerle polimerleştirilmesi veya polisiloksan omurgaları veya yan zincirlere aşılanmasıyla sentezlenir. Bu reaksiyonlar siloksan dengeleme reaksiyonları, siloksan fonksiyonel grupları arasındaki yoğunlaşma reaksiyonları ve hidrosililasyon reaksiyonları yoluyla meydana gelir.

① Metil silikon yağı: Metil silikon yağının moleküler yapısı tamamen metil gruplarından oluşur. Yüksek yüzey aktivitesi, düşük yüzey gerilimi, kolay yayılma ve hidrofobik özellikler gösterir. Cilt üzerinde hidrofobik, nefes alabilen koruyucu bir film oluşturarak saçın doğal parlaklığını korumasına yardımcı olur. Bu nedenle metil silikon yağı, genellikle parafin ve vazelin gibi geleneksel yağlı bileşenlerin yerine yayıcı bir madde, yağlayıcı ve yumuşatıcı olarak kullanılabilir.

② Fenil silikon yağı: Metil silikon yağı moleküler zincirindeki bazı metil gruplarının yerini fenil grupları aldığında metilfenil silikon yağı elde edilir. Metilfenil silikon yağı renksiz veya sarı, şeffaf bir sıvıdır. Fenil grubunun varlığı, kozmetik bazlarla uyumluluğu artırır ve parlaklığı artırır, bu da onu güneş kremlerinde radyasyona- dirençli bir madde olarak faydalı kılar.

③ Metil uzun-zincirli alkil silikon yağı. Metil silikon yağındaki metil gruplarının bir kısmı uzun-zincirli alkil grupları ile değiştirildiğinde buna metil uzun-zincirli alkil silikon yağı adı verilir. Uzun-zincirli alkil gruplarının eklenmesi, ürünün kayganlığını, köpük önleyici ve-yapışmayı önleyici özelliklerini geliştirir. Moleküler zincirdeki alkil zinciri ne kadar uzun olursa ürünün yüzey gerilimi, kırılma indisi ve viskozitesi o kadar yüksek, yoğunluğu da o kadar düşük olur. Saç yağında metil uzun-zincirli alkil silikon yağı kullanıldığında, ürünün kayganlığını ve sürülebilirliğini iyileştirebilir ve saç kalitesini iyileştirebilir; Rujda kullanıldığında rujun nemlendirilmesini ve nefes alabilirliğini artırabilir; Güneş koruyucu ürünlerde kullanıldığında, mükemmel anti{10}}radyasyon etkilerine sahiptir ve UV emiciler ve güneş koruyucularla iyi bir sinerjistik etkiye sahiptir.

④ Polieter-modifiye silikon yağı Polieter-modifiye silikon yağı, moleküllerinde polieter segmentleri içeren silikon yağını ifade eder. Polieter-modifiye silikon yağının moleküler zincirindeki siloksan bölümleri ona düşük yüzey gerilimi verirken, hidrofilik polieter bölümleri ona hidrofiliklik kazandırır. Birbirine bağlanan iki bölüm onu ​​mükemmel bir yüzey aktif madde haline getirir. Kozmetikte kullanıldığında ürünün yalnızca kayganlığını ve nemlendirici özelliklerini geliştirmekle kalmaz, aynı zamanda yapışkanlığını da azaltır. Farklı kimyasal yapılara göre polieter-modifiye silikon yağları Si-O-C ve Si-C tiplerine ayrılabilir. İlkinin, hidrolize edilebilir polieter-modifiye silikon yağları olan ve kararsız olan Si-O-C bağlarıyla bağlanan iki bölümü vardır; ikincisi Si-C bağlarıyla birbirine bağlanan iki segmente sahiptir; bunlar, -hidrolize edilemeyen polieter-modifiye silikon yağlarıdır, nispeten stabildir ve depolanması kolaydır. Polieter-modifiye silikon yağı suda çözünürlük, emülsifikasyon, yüzey aktivitesi ve fizyolojik eylemsizlik özelliklerine sahiptir. Günlük kimyasal ürünlerin formülüne eklendiğinde cildi tahriş etmeyen, nemlendirici özelliği iyi ve antibakteriyel özelliklere sahip ürünler üretebilir. Mükemmel bir kozmetik yardımcı ajandır.

⑤ Aminoalkil-modifiye silikon yağı: Aminoalkil-modifiye silikon yağı, dimetil silikon yağı moleküler zincirindeki bazı metil gruplarının, birincil, ikincil ve üçüncül aminler dahil olmak üzere aminoalkil gruplarıyla değiştirildiği silikon yağlarını ifade eder. Silikon yağının özellikleri ve fonksiyonları aminoalkil grubuna bağlı olarak değişmektedir. Aminoalkil grubunun konumuna bağlı olarak, amino-modifiye edilmiş silikon yağları, yan-zincir aminosilikon yağları ve terminal aminosilikon yağları olarak ikiye ayrılabilir. En yaygın kullanılan aminosilikon yağı, aminopropil silikon yağıdır. Amino grubunun polaritesi ve reaktivitesi nedeniyle emülsifiye edilmesi ve dağılması dimetil silikon yağına göre daha kolaydır. Amino grupları ayrıca saç yüzeyindeki gruplarla fiziksel veya kimyasal olarak reaksiyona girerek saç yüzeyine hedefli bir şekilde adsorbe olabilir ve saçı daha pürüzsüz ve parlak hale getirebilir. Kumaşın yıkanabilirliğini, çekme direncini ve yumuşaklığını geliştirmek için şampuanlarda ve tekstil terbiyesinde yaygın olarak kullanılırlar. Bununla birlikte, amino silikon yağı kolaylıkla kumaşların sararmasına neden olabilir, zayıf stabiliteye ve zayıf hidrofilikliğe sahiptir ve genellikle emülsiyon hazırlamak için büyük miktarda emülgatör kullanılmasını gerektirir. Bu nedenle, polieter-modifiye amino silikon yağı yalnızca üstün sararma önleyici özelliklere ve daha güçlü stabiliteye sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda kumaşların pürüzsüzlüğünü, yumuşaklığını ve hidrofilikliğini de geliştirerek kumaşların konforunu ve dayanıklılığını önemli ölçüde artırır.

⑥ Kuaterner amonyum-modifiye silikon yağları: Moleküllerinde kuaterner amonyum grupları içeren silikon yağlarına, kuaterner amonyum-bazlı silikon yağları denir. Kuaterner amonyum-modifiye silikon yağlarındaki bakterisidal katyonlar, negatif yüklü bakteri ve mantarları çekip bağlayarak bunların solunumunu engeller, bakteri hücrelerine nüfuz eder ve enzim metabolizmasını bozarak antibakteriyel etki sağlar. Kuaterner amonyum-bazlı silikonlar da sararmaya karşı dayanıklıdır ve kumaş işlemlerinde kullanılabilir. Kuaterner amonyum-bazlı silikon yağları şampuana eklendiğinde saçın daha yumuşak ve parlak kalmasını sağlayarak taramayı da iyileştirebilir.

⑦ Karboksil-modifiye silikon yağı Metil silikon yağının her iki ucunda veya yan zincirlerinde karboksil grupları bulunan silikon yağına karboksil-modifiye silikon yağı adı verilir. Ana karboksil hidrokarbon grupları şunlardır: -C2H4COOH, -CH2CHMeCOOH, -C10H20COOH, vb. Karboksil grupları reaktif ve polardır ve cilalarda, yağlayıcılarda, ayırıcı maddelerde ve kumaş ürünlerinde kullanılır.

⑧ Mercapto-modifiye edilmiş silikon yağları, moleküllerinde merkapto grupları içerir ve çeşitli polimerleri değiştirmek için kullanılır. Mercapto grupları aynı zamanda saçla da etkileşime girer, bu nedenle saçın ıslanabilirliğini artırmak ve saç rengini korumak için mercapto-modifiye silikon yağları saç bakım ürünlerinde ve boyalarda kullanılır.

⑨ Epoksi-modifiye silikon yağları: Epoksi-modifiye silikon yağları, metil silikon yağına katılan epoksi gruplarına sahip silikon yağlarıdır. Bu epoksi grupları reaktivite, adsorpsiyon ve çapraz bağlanma özellikleri kazandırır. Yüzey işlem maddesi olarak kullanıldıklarında kumaşların kırışma direncini ve dikilebilirliğini geliştirebilirler. Peruk tedavisi maddesi olarak kullanıldıklarında saçın pürüzsüzlüğünü artırabilir ve sararmayı önleyebilirler.

Bu dört kategori kozmetikte yaygın olarak kullanılan silikon ürünlerdir. Birçok kişi aralarındaki farkı anlayamıyor. Aslında kozmetik silikon sisteminde silikon yağı, silikon balmumu, silikon elastomer ve silikon tozu arasındaki temel farklar kimyasal yapılarından (doğrusal/çapraz-bağlı/toz) ve fiziksel formlarından (sıvı/yarı-katı/elastomer/toz) kaynaklanır ve bu da cilt hissi, işlevi ve uygulama senaryolarında önemli farklılıklara yol açar.

1. Silikon yağı kozmetikteki en temel organosilikondur. Esasen doğrusal bir polisiloksan sıvısıdır.
2. Silikon balmumu değiştirilmiş bir silikon yağıdır. "Mum-benzeri gruplar" (stearil ve setil grupları gibi) ekleyerek, geleneksel mumların (parafin ve balmumu gibi) "yarı-katı/katı" formuna ve sertleşme özelliklerine sahiptir.
3. Silikon elastomerler polidimetilsiloksan bazlıdır. Vinil grupları gibi çapraz-bağlantı grupları, üç-boyutlu bir ağ oluşturur. Moleküller arası boşluklar silikon yağını veya solventleri kapsülleyerek onlara esneklik kazandırabilir.
4. Silikon tozları "silikon çapraz-bağlı polimerlere" dayanmaktadır. Moleküller üç-boyutlu bir ağ yapısı oluşturur. Toz parçacıklarının yüzeyinde hidrofobik gruplar bulunur, bu da onları nem emilimine karşı daha az duyarlı hale getirir.