Desarrollo de nuevas formulaciones para su aplicación en el sector de la cosmética
- Autores: Rubén Donoso Heras
- Directores de la Tesis: Marta Giamberini (dir. tes.), José Antonio Reina Lozano (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Rovira i Virgili ( España ) en 2018
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: José Martín Martínez (presid.), Maria Àngels Serra Albet (secret.), Giulio Malucelli (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Nanociencia, Materiales e Ingeniería Química por la Universidad Rovira i Virgili
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
En esta tesis se han investigado y desarrollado diferentes formulaciones con propiedades mejoradas cuya composición está basada en mezclas de compuestos acrílicos, para su aplicación en el sector de la cosmética decorativa. En particular, con estas formulaciones se han preparado materiales que sirven como aplicación en uñas artificiales, para así realzar la apariencia estética de las uñas naturales. Para preparar los materiales finales, se ha realizado una serie de estudios basados principalmente en el curado térmico y fotoquímico de mezclas de monómeros y polímeros acrílicos, obteniendo así materiales termoestables con unas propiedades termo-mecánicas bien definidas.
La tesis se ha dividido en cinco capítulos que, excluyendo la introducción y las técnicas de análisis, corresponden a objetivos concretos que muestran las diferentes pruebas experimentales realizadas y el análisis de sus resultados. El tercer capítulo corresponde al desarrollo de formulaciones para preparar uñas de porcelana, siguiendo un proceso de polimerización térmica. Los capítulos cuarto y quinto corresponden al desarrollo de formulaciones de geles para preparar uñas de construcción y esmaltes semipermanentes respectivamente, siguiendo un proceso de polimerización fotoquímica en ambos sistemas.
En cuanto al tercer capítulo, una primera parte se ha dedicado a la caracterización y reproducción de los dos componentes de las uñas de porcelana (polvo y líquido), así como la comprobación de sus propiedades térmicas y mecánicas. En la segunda, se modificaron algunos componentes de la formulación líquida, con el objetivo de ralentizar el proceso de curado del material final. De esta forma, se consiguió aumentar el tiempo durante el cual se moldeaba mejor el material en la superficie de la uña, facilitando por lo tanto la aplicación del mismo.
Para evaluar las características de los materiales finales, previamente se seleccionaron las condiciones de curado óptimas de cada una de las mezclas de los líquidos preparados con polvo de porcelana. Se encontró que algunas formulaciones presentaban un curado incompleto, influyendo por lo tanto en las propiedades mecánicas posteriormente evaluadas. Cabe destacar que las formulaciones generaban una cantidad considerable de calor residual a corto plazo, lo cual puede ser perjudicial para la salud tras la aplicación del material en uña, ya que aún quedarían monómeros acrílicos sin curar por completo.
Las propiedades mecánicas de los nuevos materiales obtenidos con cada formulación se evaluaron con diferentes técnicas. Mediante la técnica de DMTA, se confirmó que el valor de Tg similar encontrado en cada sistema se vio afectado principalmente por la presencia de la mezcla de polímeros que contiene el polvo de porcelana. Por otra parte, el módulo de Young disminuía progresivamente cuanto mayor era la cantidad de metacrilato de etilo (EMA) y menor la cantidad de activador de la polimerización (DMT). La técnica de microindentación Vickers confirmó que estos materiales exhibían una dureza que también disminuía progresivamente. Las pruebas de envejecimiento realizadas para todos los materiales mostraron solamente un fenómeno de amarilleamiento en la superficie de las muestras, debido a la degradación de los pigmentos que contiene el polvo de porcelana. Las pruebas de resistencia al impacto confirmaron que los materiales con una velocidad de curado más lenta exhibían mayor tenacidad. Finalmente, las pruebas de aplicación en uña realizadas en la empresa con cada una de las formulaciones líquidas preparadas, confirmaron que dos de ellas tenían una aplicación adecuada, ya que se consiguió mejorar la aplicación de la formulación comercial sin alterar las propiedades finales de las uñas de porcelana obtenidas.
En lo referido al cuarto capítulo, se prepararon formulaciones de geles con una viscosidad apropiada para aplicarse como uñas de construcción, además de que no desprendieran demasiado calor durante el proceso de fotocurado, que el material final no mostrara amarilleamiento y que éste exhibiera una rigidez y durabilidad convenientes.
La selección de diferentes resinas base, permitió posteriormente obtener formulaciones con una viscosidad más adecuada para utilizarse como geles de construcción, gracias a los resultados observados mediante la caracterización reológica de cada formulación preparada. De esta forma, se redujo la viscosidad tan elevada que presentaba el gel comercial. La combinación de las técnicas de reología y foto-DSC, sirvió para encontrar una resina base con una viscosidad y exotermicidad aptas para utilizarse en este tipo de formulaciones, ya que si se desprendiera demasiado calor durante el fotocurado, se apreciaría sensación de quemazón en la uña.
La utilización de un blanqueante óptico comercial, solucionó el problema del amarilleamiento encontrado en la uña artificial tras el proceso de fotocurado del gel comercial. La combinación de diferentes monómeros en las formulaciones preparadas, junto con las pruebas de aplicación realizadas, confirmaron que al aumentar la cantidad de un monómero trifuncional y de otro hidroxílico se obtenían materiales con una dureza y durabilidad idóneas, respectivamente.
Por último, en el quinto capítulo se describió la preparación formulaciones de geles con una viscosidad apropiada para aplicarse como capa base en esmaltes semipermanentes, además de que no presentaran retracción tras su aplicación sobre la uña natural y que el material final exhibiera una durabilidad conveniente.
La selección de una resina base idónea para la preparación de nuevas formulaciones (junto con los resultados obtenidos tras la caracterización reológica de cada formulación), solucionó el problema que presentaba el gel base comercial, debido a que su viscosidad era demasiado elevada como para facilitar su aplicación sobre la uña. Las pruebas de aplicación realizadas permitieron confirmar que la resina base seleccionada favorecía que no apareciera el encogimiento observado del gel tras su aplicación sobre la uña natural. La presencia de monómeros hidroxílicos en las formulaciones permitió obtener esmaltes con una durabilidad adecuada, ya que este tipo de monómeros favorecen la adhesión del material a la uña natural.
La comprobación del papel ejercido por todos estos componentes, fue clave a la hora de preparar una formulación definitiva (ya fuera de gel de construcción o de gel on-off) cuya aplicación en uña resultó apta. Sin embargo, como sucedía con el sistema de las uñas de porcelana, tras el proceso de curado se comprobó mediante caracterización termo-mecánica de cada material final que se generaba una cantidad considerable de calor residual en todas las formulaciones. No obstante, en la formulación mejorada de gel de construcción el calor residual desaparecía en menor tiempo que el determinado tras el proceso de fotocurado del gel comercial.
