16 апреля 2015

Что такое силиконы?

Что такое силиконы?

Силиконы – довольно обширный класс веществ, очень разнообразных по свойствам, от жидких, как вода, до желеобразных, от гидрофобных до полностью водорастворимых, от пластичных гелей до легко растягивающихся эластомеров и хрупких стеклообразных смол. По сути своей это полимерные соединения, основным отличительным признаком которых является обязательное наличие цепочки из чередующихся атомов кремния и кислорода. К этому кремнекислородному остову могут присоединяться различные органические заместители, которые главным образом и формируют все многообразие свойств и областей применения силиконов.

Рисунок 1. Молекула диметикона.

Наиболее обычными можно считать линейные полидиметилсилоксаны (диметиконы) разной вязкости, от самого короткого гексадиметилсилоксана с вязкостью 0,65 сСт до высокомолекулярных полимеров с вязкостью более миллиона сСт (вязкие смолообразные вещества). Низкомолекулярные диметиконы летучи, но это свойство быстро утрачивается с ростом количества силоксановых звеньев в цепи.

Циклические силиконы (циклометиконы) с количеством диметилсилоксановых звеньев от 4 до 6 тоже часто включают в состав косметики. Это летучие вещества с низкой теплотой испарения (это означает, что, улетучиваясь с кожи, они не отнимают тепло).

Рисунок 2. Молекула циклопентасилоксана.

Замена метильных групп на другие позволяет модифицировать свойства силиконов. Чаще всего используемые заместители – фенильная, аминоалкильная или алкильная группа. Так получают разнообразные силиконовые жидкости, воски, водные дисперсии и полимеры – амодиметикон, фенилтриметикон, каприлилметикон и др. Фенилфункциональные силиконы характеризуются высоким коэффициентом преломления, отличной термостабильностью и устойчивостью к окислению.

Рисунок 3. Молекула диметиконола.

Диметиконолы, или силиконовые смолы, представляют собой диметиконы, в которых концевые метильные группы заменены на гидроксильные.

Силоксановые полиэфиры отличаются повышенной совместимостью как с полярными, так и с неполярными ингредиентами.  Растворимость в воде и полярных растворителях увеличивается с ростом полиэфирной цепи. Полная растворимость в воде достигается при массовом соотношении полиэфирных и диметилсилоксигрупп примерно от 2:1 до 4:1.

Силиконово-силикатные полимеры имеют трехмерную силикатную структуру с многочисленными поперечными связями. Один из примеров таких ингредиентов – силоксисиликаты.

И, наконец, еще одна большая группа - силиконовые эластомеры. В отличие от линейных силиконовых полимеров, их цепочки поперечно связаны между собой. Такие силиконы могут выглядеть как стеклообразная масса.

Разумеется, это лишь несколько примеров из огромного разнообразия силиконов, и с каждым годом их становится больше. Но зачем?

Дело в том, что молекулы силиконов характеризуются очень интересными свойствами по сравнению с органическими веществами. Связь Si-O очень стабильна, она длиннее, чем связь С-С или С-О, угол O-Si-O более плоский, чем угол С-С-С, а энергия вращения относительно связи Si-O примерно в 15 раз ниже, чем для связи С-С. Межмолекулярные и внутримолекулярные  взаимодействия в силиконах слабее, чем в органических соединениях. Благодаря этому молекулы силиконов могут быть длинными и прочными, легко скользят относительно друг друга и не перепутываются.  Гибкость молекулы, свобода вращения относительно главной цепи и взаимное отталкивание метильных групп способствуют формированию своеобразного "облака" из органических заместителей, окружающего кремниево-кислородный остов полимера:

Это обусловливает водоотталкивающие свойства силиконовых пленок. Силиконовые жидкости легко растекаются, характеризуются низким коэффициентом трения, и даже относительно высокомолекулярные полимеры остаются жидкими, в отличие от органических полимеров той же молекулярной массы, и обладают множеством других ценных свойств.

Любопытно, что изделия из силиконов оказались настолько хороши, что их даже стали фальсифицировать. Чаще всего подделывают силиконовую резину и силиконовые герметики, выдавая за них соответственно изделия из поливинилхлорида и герметики на акриловой основе. Распознать подделку довольно легко: достаточно поджечь небольшой кусочек проверяемого образца. В отличие от подделок на основе органических соединений, силиконовые материалы загораются с трудом, а при горении выделяют не черную сажу (углерод) а преимущественно белую (диоксид кремния).

Но вернемся к вопросу: для чего силиконы в косметике?

Далее:  Силиконы в косметике

Вернуться назад

Елена Красней, главный технолог СОАО "Парфюмерно-косметическая фабрика "Модум-наша косметика"

Разработка сайта

СОАО Парфюмерно-косметическая фабрика "Модум - наша косметика" MODUM
ул. Володько, 6/6-5 Республика Беларусь, Минск
+375 (17) 222-94-94 Производство и реализация косметической продукции и средств для ухода за полостью рта. Каталог косметики. Контрактное производство.