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化妆品和药品流变学研究

化妆品和药品的流变特性对于生产、包装、填充和储存都非常重要。客户也很重视使用面霜时的感觉;他们希望牙膏从管内挤出后可以保持在牙刷上;他们也期望无论把药放在哪儿,它都有最佳疗效。

化妆品和药品的开发是针对外敷(例如以洗液、凝胶、面霜的形态)或口服(例如作为药片或糖浆),而它们以液体、半固体和固体的形式出现。所有这些形式都可以使用流变仪进行研究。 

化妆品和药品的流变特性

流变测试在化妆品和制药工业广泛应用于测试各种产品。应用领域范围广泛,从像测定面霜在不同温度下的稳定性这样非常常规的测试,到抗体和可注射水凝胶等小样品量极具挑战性的测量,这类测量可能非常昂贵和费时。在这种情况下,测试此类材料所需的仪器必须非常敏感和精确,以便可以在室温和体温等条件下生成重复性分析结果。

采用流变测试研究化妆品和药品

流变测试有助于:

  • 对原材料、成品和生产过程(混合、输送、包装和填充)进行质量控制
  • 评估不同参数(例如配方、储存时间和温度)对成品质量和合格率的影响。
  • 检测生物体液和细胞的流动和变形

通常测量的化妆品和药品:

发胶

除了定型剂,发胶无疑是市场上最受欢迎的美发产品之一。现代发胶必须满足高要求。一方面,它必须极为强韧而防潮,并可保持持久;另一方面,它不应该导致黏手或黏发。

发胶流变测试

Gel (凝胶)一词是“gelatin”的缩写,它们具有相同的拉丁词根 “jelly” (增稠的果汁或肉汁)。它通常是一个精细的分散系统,包括至少一个固相和一个液相,从而形成一个三维网络。其稠度是 黏弹性 的,并且可以用流变仪进行测试。

经常检测产品的 黏度 和 屈服点 可以保证稳定的高品质。而发胶的 黏度 在生产过程中以及对于开发阶段的产品评估都是极其重要的参数, 屈服点 则对于客户评估成品尤为重要。 屈服点 直接对应于样品静态时的弹性特性。具有高屈服点或强凝胶特性的发胶会使客户感觉到“量更多”。强凝胶特性给多数客户以高品质产品的印象。

利用 旋转 流变仪,可以测量 流动曲线 和 黏度曲线 ,例如在 旋转时的可控 剪切应力 测试中。据此,可以计算得出 屈服点 ,例如使用赫-巴流动曲线拟合模型。另一种方法是在 振荡条件下通过执行 振幅扫描 来确定 屈服点 。

该测试需要使用流变仪 配备 帕尔贴温控系统

指甲油

指甲油是一种需要满足不同流变要求的材料。一方面,它需要足够浓,以便黏在刷子上;另一方面,当它从刷子转移到指甲时,又必须足够薄。此外,该材料应可以充分流动,从而在涂抹后可以抚平刷痕。最后,它必须能够迅速干燥,从而让客户可以尽快抽身去忙自己的事情。

指甲油流变测试

就指甲油而言,一个非常重要的因素就是其 触变 恢复。 触变性 是一种依赖于时间的特殊 黏度 特性。在恒定的剪切下, 触变 材料的 黏度 会降低。一旦剪切停止,材料基本上会完全恢复。该特性可以在内部材料结构分解和恢复过程中观测到,这可以采用 旋转 或 振荡 测试的三段 触变 性分段测试进行测量。

根据配方的不同,不同类型的指甲油可能有不同的 触变 恢复速率。通过测定 触变行为 ,可以显示比如在涂抹过程中多久需要摇晃指甲油。

该测试需要使用配备 帕尔贴温控系统流变仪 

面霜

无论是在化妆品还是药品应用中,面霜的触感和长期稳定性都是影响消费者接受度的重要因素。成分和制造工艺对这些特性的影响很大。还可能必须替换乳化剂或稳定剂等功能性成分,因为其中一些被怀疑会引起过敏,因此不再为消费者接受。然而,产品质量必须保持原样。同样,为了降低生产成本等原因而进行成分替换时,并不一定会导致与特定产品相关的物理性能发生变化。

面霜流变测试

用流变仪进行乳液的物理特性表征是第一步,可据此判断和评估成分或制造工艺变化对成品性能的影响。此外,成品的机械稳定性可以采用 振幅扫描,在相对较短的时间内测得,该测试是一种在恒定频率以可变振幅执行的 振荡测试 。该类测试使用在极低应变或应力取值范围(即所谓的 线性黏弹区或 LVE 区)内的 储能模量 G’  和 损耗模量 G’’ ,提供了关于静态时面霜的结构强度和 黏弹特性 的信息。

该测试需要使用配备 帕尔贴温控系统流变仪