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Investigação reológica de cosméticos e farmacêuticos

As características reológicas de cosméticos e farmacêuticos são importantes para produção, embalagem, enchimento e armazenamento. Os consumidores também apreciam a sensação de um creme aplicado na pele; eles querem que a pasta de dentes permaneça na escova depois de apertada para fora do tubo e desejam medicamentos que, em condições ideais, façam efeito conforme o esperado.

Uma vez que cosméticos e produtos farmacêuticos são desenvolvidos para aplicação externa, por exemplo, na forma de loções, géis, cremes, ou para aplicação oral, como pílulas e xaropes, eles se apresentam como líquidos, semissólidos e sólidos. Todas essas formas podem ser investigadas usando um reômetro. 

Comportamento reológico de cosméticos e farmacêuticos

A reologia é amplamente usada na indústria cosmética e farmacêutica para testar uma série de produtos. Os campos de aplicação variam desde testes comuns como a medição da estabilidade de um creme com diferentes temperaturas até medições complicadas de pequenas quantidades de amostra como anticorpos e hidrogéis injetáveis, que podem ser muito caras e demoradas. Neste caso, a instrumentação necessária para testar este tipo de materiais deve ser extremamente sensível e precisa, gerando resultados analíticos reproduzíveis como, por exemplo, a temperaturas ambientes e corporais.

Investigação de cosméticos e farmacêuticos usando testes reológicos

Os testes reológicos são úteis para:

  • Controlar a qualidade das matérias-primas, produtos finais e processos de fabricação (mistura, bombeamento, embalamento e enchimento)
  • Avaliar o efeito dos diferentes parâmetros como formulação, tempo de armazenamento e temperatura visando a qualidade e a aceitabilidade de um produto final
  • Testes de fluxo e deformação de fluidos biológicos e células

Cosméticos e produtos farmacêuticos tipicamente medidos:

Géis de cabelo

Além do laquê, o gel para cabelo é certamente um dos produtos de cabelo mais populares no mercado. Um gel para cabelo moderno deve atender esses requisitos. Por um lado, ele deve ser muito forte, resistente a umidade e deve oferecer uma fixação duradoura, por outro, ele não deve deixar as mãos ou o cabelo pegajosos.

Testes reológicos em gel para cabelo

Gel é uma abreviação de "gelatina". Ela é frequentemente um sistema finamente disperso, consistindo em, pelo menos, uma fase sólida e uma fase líquida, formando uma rede tridimensional. Sua consistência é  viscoelástica  e pode ser testada com um reômetro.

Verificar constantemente a  viscosidade  e o  ponto de elasticidade de um produto garante uma consistência de alta qualidade. Enquanto a  viscosidade  de um gel para cabelo é um parâmetro particularmente importante durante a produção e para a avaliação do produto durante o seu desenvolvimento, o  ponto de elasticidade  é particularmente importante para a avaliação do produto final pelo consumidor. O  ponto de elasticidade  corresponde diretamente às propriedades elásticas da amostra em repouso. Os géis com um alto ponto de elasticidade ou um caráter de gel forte são percebidos pelo consumidor como sendo um produto com "mais volume". Um caráter de gel forte dá a impressão de ser um produto de alta qualidade pela maioria dos consumidores.

Com um reômetro  rotacional , as  curvas de fluxo  e as  curvas de viscosidade podem ser medidas, por exemplo, em um teste de  tensão de cisalhamento  controlado em  rotação. Com base nisto, o  ponto de elasticidade  pode ser calculado, por exemplo, usando um modelo de encaixe de curva de fluxo Herschel-Bulkley. Outro método é determinar o  ponto de elasticidade  através de uma  varredura de amplitude realizada em  oscilação.

Esse teste exige um reômetro que esteja equipado com um sistema de controle de temperatura Peltier

Esmalte para unhas

O esmalte para unhas é um material que precisa satisfazer várias exigências reológicas. Por um lado, ele deve ser espesso o suficiente para colar no pincel e, por outro, deve ser suficientemente fino quando passa do pincel à unha. Além disso, o material deve ser fluído o suficiente para nivelar qualquer marca de pincel após a aplicação. Finalmente, ele deve secar o mais rapidamente possível para que os clientes possam voltar logo aos seus afazeres.

Testes reológicos em esmalte de unha

Um fator importantíssimo sobre o esmalte de unha é a sua recuperação tixotrópica . A tixotropia é um tipo especial de comportamento de viscosidade dependente de tempo. Com um cisalhamento constante, a  viscosidade  de um material tixotrópico  diminui. Quando o cisalhamento é concluído, o material recupera mais ou menos completamente. Este comportamento é observado na decomposição e recuperação da estrutura material interna, que pode ser medida com  testes rotacionais  ou  oscilatórios  realizando um teste com passo  tixotrópico  de três intervalos.

Dependendo das suas formulações, os diferentes tipos de esmaltes para unhas possuem diferentes taxas de recuperação  tixotrópica . Determinar o comportamento tixotrópico apresentará, por exemplo, a frequência que o esmalte para unhas deve ser agitado durante a aplicação.

Esse teste exige um reômetro equipado com um sistema de controle de temperatura Peltier.

Cremes para a pele

A sensação e a estabilidade duradoura de um creme para a pele são questões importantes de aceitação pelo consumidor, tanto para aplicações cosméticas como farmacêuticas. Essas propriedades são amplamente influenciadas pelos ingredientes, mas também pelo processo de fabricação. A substituição de ingredientes com propriedades funcionais como emulsificantes ou estabilizadores pode ser necessária uma vez que alguns destes podem causar alergias e, portanto, não são mais aceitos pelo consumidor. No entanto, a qualidade do produto precisa permanecer a mesma. Da mesma forma, a substituição de um ingrediente – para reduzir os custos de produção, por exemplo – não deve necessariamente resultar em uma alteração das propriedades físicas normalmente associadas a um determinado produto.

Testes reológicos em creme para pele

Caracterizar as propriedades físicas de uma emulsão com um reômetro é a primeira etapa para determinar e avaliar como uma mudança na composição ou processo de fabricação pode influenciar as propriedades do produto final. Além disso, a estabilidade mecânica do produto final pode ser testada em relativamente pouco tempo com uma  varredura de amplitude, que se trata de um teste oscilatório  realizado a amplitudes variáveis enquanto mantém a frequência a um valor constante. Usando os valores do módulo de armazenamento G’  e do  módulo de perda G’’  na faixa de valores de tensão muito baixas (que é conhecida como  faixa linear viscoelástica ou LVE), este tipo de teste fornece informações sobre a força de estrutura e o caráter  viscoelástico de um creme em repouso.

Esse teste exige um reômetro equipado com um sistema de controle de temperatura Peltier.