Kondisyoner Polimerler

23 Mart 2020

Kondisyon polimerleri etkili cilt ve saç modifiye edicilerdir, çünkü saç ve cildin proteinli elementlerini depolamak, bağlamak, yüzeyde tutunmasını sağlamak veya emmek için tasarlanmıştır. Kişisel bakım endüstrisinde “kalıcılık” terimi, bir malzemenin bu yüzeylere bağlanmasını tarif eder. Bununla birlikte, etkili kondisyoner olması için, malzemelerin sadece cilde ve saça yapışması yeterli değildir, tüketicinin bu yüzeyler için faydalı olduğunu düşündüğü bazı niteliklere de sahip olmalıdırlar. Aslında kondisyon efekti, tüketicinin kişisel bakım ürünü satın alırken aradığı en önemli özellikler arasındadır.

Bu makale bir tür sentetik kondisyon polimeri, katyonik polimer ile ilgilidir.

Sentetik Kondisyon Polimerler

Tablo 1, kozmetik olarak faydalı sentetik, katyonik, kondisyonlama polimerlerinin birçoğunun yapısını ve inci tayinlerini göstermektedir. Bu yapılar, her bir katyonik polimer sınıfını ayırt eden katyonik parçanın doğası ile ayrılır. Sektörde şu anda katyonik yük taşıyan sadece birkaç monomerin kullanıldığı aşikardır. Polimerlerin çoğu, benzersiz akrilat veya vinil monomerleri kullanan ilave polimerizasyon reaksiyonlarının ürünüdür.

Bu polimerlerin yapıları, monomerlerin çekirdek etkinliği ile belirlenilir. Çeşitli terimler, çoğu da kafa karıştırıcıdır, katyonik polimer üzerindeki katyonik yükün “miktarını” tarif etmek için patent ve açık literatürde kullanılmaktadır. Tablo 2 en yaygın terimlerin üçünü listeler. Bu polimerlerde katyonik azotun diğer katyonik olmayan azot formlarından ayrılması önemlidir. Örneğin, katyonik azot ve diğer azot kombinasyonunu raporlayabileceğimiz hem Kjeldahl hem de yanma analizi Polyquaternium- 7’ye uygulanabilir. Bununla birlikte, sadece bu yük hesaplamalarında katyonik azot önemlidir.

Aynı zamanda bazı azot içeren monomerlerin, formülasyon pH’ının azot grubunu protonlamak için yeterince düşük olması durumunda katyonik olduğunun farkında olmak da önemlidir. Örnek olarak, Poliquaternium-16, tertiyer bir vinil amin yoluyla polimer omurgasına bağlanan bir kuaterner vinil imidazol monomerinden oluşur. Kuaterner azot hemen hemen her zaman pozitif yüklü olmasına rağmen, tertiyer azot, formülasyonun pH değerine göre pozitif yüklü olabilir veya olmayabilir. Bu polimer üzerindeki yükü hesaplarken, formülatör, tertiyer azotun polimerin katyolikliğine katkıda bulunabileceğini düşünmelidir.

Katyonik sabstitüsyon (KS), formülatöre polimer molü başına katyonik ornatık molleri hakkında bir şey ifade eden boyutsuz bir tanımlayıcıdır. Yük yoğunluğu KS’den hesaplanır ve milliekivalen/ gram (mEq/g) olarak tanımlanır. Polimerin gramı başına katyonik şarj miktarını ifade etmektedir. Yük yoğunluğu 3-6 arasında olan bir polimer oldukça yüklüdür. Poli(etilenimin) pH 4.5’te yaklaşık 20’lik bir yük yoğunluğuna sahip olduğu bildirilmektedir. Yük yoğunluğu 1.0’ın altında olan polimerler hafif katyoniktir.

Sentetik polimerlerin proteinli substratlar üzerine birikmesi hakkında çok az sayıda çalışma yapılmıştır. Bunu ölçmenin en başarılı yöntemleri radyoaktif işaretleme ve elektrokinetik ölçümlerdir.

Tablo 1. Çeşitli Sentetik, Katyonik, Kondisyoner Polimerler için yapı (strüktür) Kimyasal Ad ve INCI Tayini

Radyoaktif işaretleme oldukça etkilidir ancak çoğu araştırma kurumunda radyoaktif polimer kullanımı önerilmez. Amytal ve birincil nitrojenlerden gelen sinyal uzaklaştırma etkisi saç ve cilt polipeptit proteinlerini içeren çeşitli spektroskopik yöntemleri engeller.

Tortulaşmayı ölçmek için kullanılan herhangi bir teknik yöntem, sonuçları bu proteinli nitrojenlerden hariç tutabilmelidir. Bu miktarsal zorluklara rağmen yine de küçük bir soru var, katyonik polimerler cilt ve saç için güçlü bir etkiye sahiptirler. Daha sübjektif analizler, katyonik polimerlerin saç ve cilt üzerine birikmesinin bu yüzeylerin yapısında ve görünümünde iyileşmeler sağladığını göstermektedir.

Bununla birlikte, bu teknikler, örneğin, bir katyonik polimerin iyileştirici etkisini, düşük molekül ağırlıklı bir katyonik iyileştiriciden ayıramaz. Etkileri sadece polimerden izole etmek için dikkatli kontrol deneyleri gereklidir. Bir polimer üzerindeki katyonik yük, sürfaktanlar formülasyonlara dahil edildiğinde davranışını önemli ölçüde etkiler.

Katyonik polimerler (polielektrolitler olarak adlandırılan daha geniş bir polimer sınıfının bir üyesi) genellikle anyonik yüzey aktif cisimleri, zayıf katyonik yüzey aktif cisimleri ile ve öngörülemeyen bir şekilde noniyonik ve amfoterik yüzey aktif cisimleri ile güçlü bir şekilde etkileşir. Anyonik yüzey aktif madde, kritik misel konsantrasyonunun (kmk) çok altındaki konsantrasyonlarda katyonik polimerlere bağlanır.

Polimer ve yüzey aktif maddenin etkileşime başladığı düşük yüzey aktif madde konsantrasyonu, kritik agregasyon konsantrasyonu olarak bilinir. Anyonik sürfaktan konsantrasyonu arttıkça, polimerin katyonik bölgelerinin çoğu sürfaktan ile kompleks olmaktadır. Artan yük polimer zincirlerini uzamaya zorlar ve bu da zincirin dolanmasına sebebiyet verir. Ayrıca gelişen yüzey aktif madde miselleri interpolimer çapraz bağlanmasını destekler. Bu, artan zincir dolanması ile birlikte viskozitede bir artışa neden olur. Bu etki, konsantre rejimde olması gereken polimerin konsantrasyonuna bağlıdır. Daha da fazla yüzey aktif madde ilavesiyle, mevcut katyonik yükün nötralizasyonu meydana gelir, polimer ve yüzey aktif madde, koaservat olarak bilinen karmaşık bir faz oluşturur. Aşırı derecede, polimer / yüzey aktif madde tümleşiği suda çözünmez hale gelebilir ve çökelebilir.

Bu çökeltilere ‘’polielektrolit kompleksleri‘’ (PEC) denir. Bir yüzey aktif madde/polimer koaservat veya PEC’nin geliştirilmesi, örneğin yüzey aktif madde hidrofoblarının zincir uzunluğu, tuz gibi elektrolitlerin varlığı dahil diğer faktörlere bağlıdır.

Polimerin/sürfaktan koakervatının varlığının, polimerin saç ve cildin anyonik yüzeylerine birikmesi için önemli olduğu düşünülmektedir. Katyonik bir polimer saç üzerine bir koaservat olarak bırakıldığında, daha sonraki durulamanın anyonik yüzey aktif maddeyi bağlı polimerden daha hızlı çıkardığı ispat edilmiştir. Bu elektrokinetik ölçümlerde, saçın genel yükü kademeli olarak daha katyonik hale gelir. Ayrıca, çözündürülmüş bir katyonik polimer içeren konsantre bir anyonik yüzey aktif madde çözeltisi, su ilavesiyle seyreltildiğinde koaservatın oluşabileceği de akılda tutulmalıdır. Bu, kondisyoner şampuanların yıkama sırasında saça ve cilde tipik uygulama şeklidir. Birikim, durulama devri sırasında meydana gelir ve uygun şekilde “birikim seyreltme” olarak adlandırılır.

Polielektrolit kompleksleri, kişisel bakımda, esas olarak suda çözünmez oldukları için kendilerine pratikte daha az uygulama alanı bulmuşlardır. Ancak yine de ilaç taşıyıcı araçlar gibi son derece faydalıdırlar. Son zamanlarda, örneğin, Polyquaternium- 6 gibi polimerler ve güçlü bir cilt peeling maddesi olan retinoik asit (D Vitamini) arasında oluşan bir PEC’nin, kararsız vitamini stabilize etmeye, kimyasal ömrünü uzatmaya ve potansiyelini artırmaya yardımcı olduğu ispatlanmıştır.

Koaservat yük yansızlığının ortaya çıkmasında polimer ve yüzey aktif madde konsantrasyonu lineerdir. Katyonik polimeri nötralize etmek için gerekenlerin ötesindeki yüzey aktif madde konsantrasyonlarında, koaservat kaybolur ve yüzey aktif madde genellikle ancak her zaman olmamak üzere polimeri çözer. Daha yüksek şarj yoğunluğuna sahip polimerlerin çözülmesi daha zordur ve polielektrolit kompleksleri tipik olarak yeniden çözülmezler. Katyonik polimerlerin, misellerin artık küresel olmadığı, bunun yerine çubuk benzeri ve dallanan yapılar olarak var olabildiği, oldukça konsantre yüzey aktif madde çözeltilerinin varlığındaki davranışı yeterince ele alınmamıştır. Böyle kuvvetli bir anyonik ortamda, katyonik polimerlerin reolojik etkisi muhtemelen minimaldir.

Kaynaklar 
1. Kuhn T. Structure of Scientific Revolutions, 2nd ed. Chicago: University Press, 1970.
2. Doi Y. Microbial Polyesters. New York: VCH Publishers, 1990.
3. Burdick DL, Leffler WL. Petrochernicals in Nontechnical Language, 2nd ed. Tulsa, OK: Penn W ell Publishing, 1990.
4. Volk H, Friedrich RE. Polyacrylarnide. in: Davidson RL, ed. Handbook of Water-Soluble Gums and Resins. New York:
McGraw-Hill, 1980: Chapter 16, 1-19.

 

 

ömer arif kural

Ömer Arif Kural

Foreign Trade Manager
Cosmer Kimya A.Ş.