洗發水是一種主要的發用化妝品,其發展已有較長的歷史。洗發水中的主要成分除表面活性劑外,還需要添加一些其它的組分,以賦予洗發水不同的特性及功能,如營養、調理、硅油、懸浮等添加劑。這些添加劑通常會對配方的穩定性造成很大影響,導致產品變稀、增稠、分層。流變調節劑在洗發水中的作用主要是提高產品的粘度,改善穩定性,并賦予產品良好的流變性及使用性能??梢酝ㄟ^流變學方法對洗發水的流動特性及穩定性等進行分析和研究。
Brookfield RSX流變儀(圓錐/平板或同軸圓柱型)是洗發水產品研發或質量控制應用的一個很好的選擇,因為它測量的剪切速率范圍很寬,儀器設計非常堅固,而且非常容易清洗。
測試方法方法1:
儀器型號:RSX CPS Rheometer
轉子:Cone RCT-50-1 (50 mm, 1°)
軟件:Rheo3000
溫度控制:Peltier
洗發水的測試速率通常需要高達500 S-1。該速率近似于在皮膚或頭發上摩擦東西時的剪切速度。在大多數情況下使用直徑為50mm,錐度為1°的錐形轉子(RCT-50-1)。也有一些客戶使用直徑為75mm,錐度為1°的錐形轉子在低剪切速率條件下測試(< 50 S-1)。
圖1顯示了用RCT-50-1錐形轉子測試過的三種不同的洗發水(洗發香波)。測試方法是一個簡單的3步流動曲線:1)速率斜坡:5 S-1-500 S-1,運行時間:120 S,采集數據點:302)速率保持:500 S-1,運行時間:120 S,采集數據點:303)速率斜坡:500 S-1-5 S-1,運行時間:120 S,采集數據點:30
三個樣品均為剪切變?。偎苄裕?,但不隨時間變化(觸變性)。數據表明,在低剪切速率區域,5 S-1是牛頓流體區域的結束點;而在較高剪切速率區域,牛頓流體區域則超過500 S-1。樣品A和C非常相似,B樣品要稠度更高。這三種樣品都屬于冪律流體——power law (Oswald):
相對相似的稠度指數表明,在較低的剪切速率下,流體A和C是最相似的;而在較高的剪切速率下,二者的流動指數差別很大,流體是*不同的。
方法2:
儀器型號:RSX CC Rheometer
轉子:CCT-40
軟件:Rheo3000
溫度控制:TC-650AP
同軸圓筒型設備也可用于洗發水流動特性測試。圖2中顯示的分別為:RST CPS(紅色曲線)以及RST CC(綠色曲線)針對樣品C進行的流動測試。
有兩點需要注意:
l 在較高的速率下,來自RST CPS的數據略低于RST CC。這可能與樣品加熱有關。同軸圓筒系統通常能夠提供比錐/板系統更好的溫度控制。
l 與錐/板相比,同軸圓筒能夠達到更低的剪切速率(至少相對于50mm的圓錐)。
分析與思考
兩種系統各有優缺點,因此選擇取決于客戶的需求。我們可以看到兩種系統的測試結果非常吻合。
1)兩種儀器都提供了堅固的結構。2)同軸圓筒能夠在較低的剪切速率下工作,有更好的溫度控制,對樣品加載的微小差異不太敏感。
3)錐/板系統則可以使用更少的樣品完成測試。
4)對于錐/板,溫度平衡要快一些(幾秒鐘,而對于同軸圓筒,則需要10分鐘)。
5)清理錐/板系統非常快速且容易,而同軸圓柱系統則涉及轉子和樣品杯,需要相對更長的時間。