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指甲油的化学 ——聚合物,增塑剂和颜料

 CBG资讯公众号 2020-08-19

涂抹指甲油看起来并不像一个特别复杂的化学工艺,当然其最大的作用是满足人们审美的需求。在实验室中,聚合物、触变剂、溶剂和热变色可能是我们会频繁听到而在美甲沙龙中我们不会听到的术语。但是,它们都是可以与指甲油相关联的。在这篇文章中,我们要来看看当你涂指甲时是怎样的化学工艺。

常规的指甲油是由溶解在溶剂中的高分子聚合物组成,最常见的是硝酸纤维素溶解在乙酸乙酯或乙酸丁酯溶剂中。当使用指甲油时,溶剂蒸发,留下溶质——高分子聚合物在指甲上形成膜。配方中包含的粘合聚合物树脂有助于聚合物膜粘在指甲上,同时这些所谓的膜改性剂也赋予了聚合物涂层的光泽。

硝酸纤维素结构图(来源:Compound Interest

乙酸乙酯和乙酸丁酯结构图(来源:Compound Interest

然而,这种常规的指甲油并不是唯一的选择。凝胶指甲油是由甲基丙烯酸酯化合物和光敏凝固剂如过氧化苯甲酰组成的替代制剂。与传统的指甲油不同,这些指甲油远不只是涂上一层指甲油并保持干燥,而是使指甲油暴露于紫外线灯下,加速固化了抛光剂,使其快速硬化。汤姆·胡斯邦发表了一个更详细的解释文章,来解释这个过程到底是如何发生的。

在常规和凝胶指甲油中,也都使用增塑剂。增塑剂的添加可以阻止抛光剂在指甲表面的开裂或碎裂。 当溶剂蒸发或用紫外光固化抛光剂时,增塑剂仍然会保留下来。不仅仅是抛光作用,增塑剂也被广泛用来增加高分子材料的灵活性。

指甲油中添加的增塑剂并非是没有争议的。邻苯二甲酸二丁酯(DBP)是一种广泛使用的增塑剂。因为担心它可能会干扰人体激素系统,因此自2004年以来,已被欧盟禁用。美国也已经淘汰了DBP,而其他增塑剂包括樟脑,三苯甲酸甘油酯和磷酸三苯酯(TPPP)已经替代了DBP的位置。而后者越来越多地用作为DBP的替代品也与激素中断的担忧有关,这表明找到化妆品中禁用成分的安全替代品并不是很容易的。

指甲油的重要配料是赋予它们颜色的化合物。 这些倾向于是无机或有机(碳基)的颜料。所用的无机颜料包括绿色氧化铬,红色和橙色的氧化铁,以及蓝色的亚铁氰化铁。 有机颜料与食品着色中使用的颜料相似,颜色范围很广。更复杂的彩色效果也是较为常见的。 珠光可以通过混入二氧化钛粉末或云母来实现,当然也可以在指甲油中混入小亮片。

感温变色指甲油和感光变色指甲油也是较为普遍的。感温变色抛光剂含有低熔点的溶剂和酸。 当温度足够低时,染料和酸分子互相靠近,分子之间氢原子发生转移并使染料处于着色的形式。 随着温度升高,溶剂熔化,分子彼此疏远,氢原子转移不再发生,染料变为无色形式。

感光变色指甲油中的光变色抛光剂在暴露在阳光下时,光敏化合物结构会发生改变,如螺吡喃和螺恶嗪等。在紫外光下变色也可能是指甲油自身的问题 ,随着时间的过去,阳光会导致抛光剂的颜色褪色。为了避免这种情况,将指甲油中加入二苯甲酮-1等添加剂。 这些添加剂可以吸收紫外光并防止其漂白抛光剂中的着色颜料。


指甲油添加二苯甲酮-1吸收紫外线(来源:Compound Interest

所以指甲油不仅仅是一个简单的彩色清漆,实际上指甲油实际上包含了大量的化学知识。

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