Gel para cabello: viscosidad y punto de cedencia

El cabello tiene especial importancia para nosotros: Se trata de una expresión de belleza e individualidad, pero también puede mostrar pertenencia a una cultura o grupo. El gel para cabello moderno debe cumplir con muchos requisitos, por ejemplo, ser muy sólido, duradero y resistente a la humedad, no debe dejar las manos pegajosas, etc.

Un gel es un sistema disperso que comprende al menos una fase sólida y una líquida. Las dos fases se dispersan entre sí y forman una red tridimensional. Un gel no es líquido como el aceite, ni sólido como una pelota de caucho; más bien su consistencia es entre líquida y sólida.

El gel se puede utilizar como material de base para ungüentos, cremas o como gel para el estilizado del cabello. La agarosa, la goma guar y el alginato de sodio se utilizan con frecuencia para la formación de geles en cosméticos.

A continuación se describe un método para evaluar las propiedades reológicas de un gel para cabello. El punto de cedencia y la viscosidad son factores que influyen en la capacidad de procesamiento de los ingredientes; en el bombeo o llenado del producto final; y también en la consistencia (carácter del gel) de aplicación.

Todas las mediciones se realizaron con un reómetro con sistema de medición de cilindros CC27 conforme a la norma ISO 3219. La norma ISO 3219 describe la fabricación de una geometría cilíndrica, y determina que la relación entre el diámetro de la copa de medición y el diámetro del cilindro interno debe ser de 1.0847.

De esta forma se garantiza que haya un estándar industrial para el cizallamiento de la muestra en el hueco de medición, independientemente del tamaño del sistema de medición y de su fabricante.

La temperatura del sistema de medición se controla directamente por el instrumento a través de una celda de medición con control de temperatura C-PTD. El uso de perfiles de temperatura definidos permite más opciones para investigar la sensibilidad de los geles a la temperatura; por ejemplo, una rampa de temperatura de 5 ºC/min. y una velocidad de corte constante de 5 s^-1.

El perfil de medición consiste en dos intervalos:

Intervalo 1: Control de temperatura y corte previo durante 60 s. A temperaturas altas o bajas, se recomienda una duración de al menos 3 minutos para alcanzar el equilibrio térmico.

Cuando los resultados parecen difíciles de reproducir, un corte previo a una velocidad de corte de 2 s^-1 puede resultar de utilidad. No se registran puntos de medición durante el intervalo 1.

Intervalo 2: Rampa de velocidad de corte de 0.1 s^-1 a 100 s^-1 con 21 puntos y una duración por punto logarítmica de 10 a 1 s.

El punto de cedencia se analiza con una regresión en el rango de 0.1 s^-1 a 100 s^-1.

Para una mejor ilustración de la influencia de la velocidad de corte sobre la viscosidad, se calcularon los siguientes valores de viscosidad utilizando el método de análisis “Interpolación de punto único” (Tabla 1).

En la Tabla 1 se puede observar que el gel tiene un comportamiento adelgazante pronunciado, es decir, que la viscosidad disminuye al aumentar la velocidad de corte. En el rango de baja velocidad de corte, el cambio de viscosidad es mayor que a altas velocidades de corte (Figura 1).

Las propiedades de flujo se pueden determinar por regresión cuando el gel está casi en reposo, es decir, cuando el envase está boca abajo o después de aplicar el producto. Esto, por lo general, se denomina como punto de cedencia.

Las muestras con un punto de cedencia tienen una estructura interna basada en interacciones químicas y físicas. Esto significa que el material se comporta como un material sólido bajo cargas pequeñas.

Con el aumento de la carga y la transgresión del punto de cedencia, esta estructura interna se rompe y el material comienza a fluir. El valor del punto de flujo depende, en gran medida, del método de determinación.

En este reporte, se calculó el punto de cedencia (Figura 2) utilizando los métodos de regresión de Herschel-Bulkley y Casson, de los cuales se obtienen dos resultados diferentes (Tabla 2).

Para cada modelo, el punto de cedencia se calcula en el rango de 0.1 s^-1 a 100 s^-1.

Los resultados muestran que el punto de cedencia depende en gran medida del método de determinación.

La percepción del consumidor es que los geles con un alto punto de cedencia o un carácter de gel sólido tienen “más volumen” y son de mayor calidad.

La interacción del punto de cedencia y la viscosidad tiene un efecto directo sobre la sensación al tacto. Los rangos óptimos para el punto de cedencia y la viscosidad sólo pueden ser determinados si se utilizan mediciones de referencia en materiales buenos y malos.

Se demostró que el método expuesto, utilizando un reómetro con un sistema de medición CC27 conforme a la norma ISO 3219, es adecuado para la caracterización de geles capilares. Además de medir las curvas de flujo y viscosidad, también se puede calcular el punto de cedencia, por ejemplo, según el modelo de Herschel-Bulkley.

*Informe original redactado por DI Klaus Wolly, especialista de Producto Área de Negocio Reometría en Anton Paar Alemania. Mediciones y adaptaciones para el nuevo informe fueron realizadas por Charlotte Reppich.