优化粉体流动特性设计高性能彩妆品外文翻译资料

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优化粉体流动特性设计高性能彩妆品

摘 要

目的

这项研究的主要目的是探讨粉体流动性（如流动能和可压缩性）对粉饼性能特性（如结块强度和回收率）的影响。

方法

Freeman Technology的FT4粉末流变仪用于研究各种粉末成分。进行的三个主要测试是流动性测试，可压缩性测试和剪切单元测试。

结果

结果表明，较高的可压缩性导致更好的结块强度，较低的总流动能导致更好的回收率。具有较低总流动能的粉末配方应具有更容易的流动性，因此应具有更好的回收率。具有较高可压缩性的粉末配方应更好地保持结构，因此应具有更好的结块强度。滑石具有最高的可压缩性和最低的流动能。本研究中的粉底配方5滑石粉浓度最高，性能也最佳。

结论

总流动能越低，粉末越容易流动，并获得更好的回收率。粉末可压缩性与结块强度相关， 这意味着可压缩性更好的样品因此具有更好的结块强度。本研究中的粉末配方5和10需要较少总流动能，较低的剪切应力和较高的可压缩性，因此，具有更好的最终性能。与其他制剂相比，制剂5和10均具有较高的滑石粉浓度。

关键词：粉末流变仪，粉末粉底，可压缩性测试，流动性测试，剪切池测试，流动行为和特性

前言

粉末化妆品在彩色化妆品行业中的需求不断增长，因为它们提供了区分产品的另一条途径， 以实现感官和功能优势。根据Azmi Hassali Met等^[2]，眼彩化妆品市场在2013年在美国的总进口值为2060 万美元，而在粉妆市场的2013 年的进口值为2020万美元。M.Moussour等等^[3]报道，由于提供的感官益处，用于彩色化妆品制剂中的所需粉末正在急剧增加。通过掺入诸如滑石粉，云母和颜料之类的粉末，可以极大地改变制剂的感官特性。根据Tortini的研究^[4]，粉末是一种多功能成分，可以用作各种配方的油共混物，胶凝剂，纹理剂，香料和湿润剂。

对粉末化妆品的高需求要求开发粉末产品的配方设计规则，以优化性能。尽管有此要求， 但是关于粉末化妆品配方的研究数量非常有限。没有通过粉末流动特性将颗粒和粉末组成与粉末性能方面联系起来的系统研究。然而，在将颗粒和粉末组合物与药物领域的粉末性能联系起来方面已经进行了重大工作。Vanarase等等文献^[5]进行了研究，重点研究了在低剪切混合和高剪切混合两种情况下连续搅拌机中的粉末流动行为及其体积特性，堆积密度对粉末混合物的行为影响最大。此外，粒度和添微量成分会影响粉末材料的内聚性。Chew等^[6]发现粉末在药物制剂中非常重要，特别是对于吸入器中的气雾剂输送。使用粉剂的配方使技术从传统的推进剂驱动的定量吸入器转变为高性能的液体雾化器和干粉吸入器。制剂形式的这种变化是由于粉末分散到气溶胶中。与液体相比，干粉通常具有更高的化学稳定性。因此，干粉气雾剂在治疗性蛋白的递送中非常流行。然而，具有小粒径的干粉具有粘性和内聚性，导致粉末性能差。

由于其各种特性，可用于化妆品配方，并可用作磨料，吸收剂，防结块剂，填充剂，遮光剂，皮肤保护剂和增滑剂。LaFleur等^[14]证明滑石粉被用作抗结块剂，在皮肤上留下非常光滑的感觉。滑石粉还可以改善粉底的覆盖范围。在Qiu等人^[15]的研究表明， 滑石粉在聚乙烯醇中用作填充的PVA/滑石粉复合材料，因为它通过熔融挤出和注射具有良好的机械性能。研究了滑石粒度对复合材料结构和性能的影响。已经发现，随着滑石粒度的减小，滑石层边缘上增加的-OH基团改善了滑石与PVA之间的相容性。滑石颗粒较小的复合材料具有较高的填料浓度以形成填料网络，并具有较好的流动性能。但是，尚未单独分析滑石的流动行为。根据Nushtaeva ^[16]可知滑石粉还被用作水包油型和油包水型乳液中乳液稳定剂的一部分。滑石粉是一种天然的疏水性矿物，易于漂浮。然而，罗斯纳等^[18]发现滑石粉中较低水平的石棉暴露会导致间皮瘤或卵巢癌。吉尔伯特（Gilbert）等^[19]发现滑石粉在美国被报告为“安全”。滑石粉的使用仍然被许多指南所接受。

由于消费者的生活方式和健康和美容产品的日益增长的需求，全球化妆品颜料市场的年复合增长率很高^[10]。这些粉状粉底配方通常用滑石粉、云母、二氧化钛（TiO2）和一些颜料^[11]制成。使用化妆品颜料的目的是改变化妆品的颜色，以达到波长选择吸收。颜料是不溶性的，防水的，持久的。色素的一致性和独特性可以创造出不同感官和色度的彩妆品。无机颜料有不同种类，如氧化铁、二氧化钛和氧化锌。根据应用情况，将全球化妆品颜料市场从成分、类型、应用和地区等方面进行了细分。SHILMER^[12]发现粉状粉底的功能有助于减少细纹和皱纹的出现，并减少衰老的迹象。

以下详细介绍了每种粉末成分的功能性：滑石粉、云母、二氧化钛、红氧化铁、黑氧化铁和黄氧化铁。文中还详细描述了在先前的研究中进行的各种测试，这些测试将它们的特性和性能联系起来。

云母：云母^[20]粉纳米复合材料在粉底液中充当填料。它是非极性和疏水性的。屈服轨迹和莫尔圆表示具有最高堆积密度的材料表现出更多的自由流动粉末特性。较低堆积密度的材料表现出较大的内聚粉末流动性。

二氧化钛（TiO2）：TiO2的流动特性尚未单独测量。钱德拉马拉（Chandramalar）等。^[21]评估了在2-羟乙基纤维素（HEC）存在下二氧化钛分散体的流动行为，他们发现当HEC

浓度增加时，最大屈服应力降低。据塞利等。等^[22]，用聚合物涂覆的TiO2纳米粒子改善了溶解度，分散性和生物相容性。

氧化铁红：尚未定量测量氧化铁的流动行为。

黄氧化铁：Liang等^[23]发现黄色氧化铁由于其自由毒性，化学稳定性和低成本而已被用作化妆品中的着色材料。流变学研究了包括剪切速率，剪切应力和粘度在内的测量值。梁等等研究了丙烯酰胺共聚物对黄色氧化铁的稳定性和流变性能的影响。通过粘度计，能量色散光谱仪，动态光散射和沉降测量来表征黄色氧化铁的分散体。

黑色氧化铁：Taufiq等^[24]可以通过在室温下使用共沉淀法从天然磁铁矿中合成黑色氧化铁，然后用SANS光谱仪和SQUID磁力仪进行表征。Shen等^[25]设计了一个实验， 使用亚铁和硫酸铁的混合物制备以NaOH为沉淀剂的纳米级黑色氧化铁颜料。性能测试通过光谱反射率和吸油率进行评估，然后通过X射线衍射和透射电子显微镜进行表征。

以前没有进行过关于粉底液配方的性能以及将其与粉体流动特性和流动特性联系起来的研究。在这项研究中，使用了松散的粉底配方。研究了滑石，云母，TiO2，红色，黄色和黑色氧化铁的流动行为。另外制备了各种制剂，其中各种单独的组分均变化。

材料和方法

滑石粉获自Sigma Aldrich（美国），云母获自Spectrum Chemical（美国），TiO2 获自Pantai Chemical（美国），氧化铁红获自Alpha Chemicals（美国），黄色氧化铁和黑色氧化铁从Mystic Moments（China）获得。每种粉末的不同颗粒特性，例如颗粒大小，分布和形状，可能会影响本研究中进行的测量。但是，在此初始研究中，我们保持这些性质不变，并希望在以后的研究中检查它们在制剂中的作用。下表I突出显示了制剂中使用的各种组分的粒度：

表1.不同组分的粒径

测试的配方：为了确定组合物的浓度是否影响最终样品的流动性能，准备了十个样品。

前五个样品用于研究TiO2和滑石粉的浓度效应。最后五个样品用于研究氧化铁红和滑石粉的浓缩效果。然后通过粉末流变仪FT4定量分析样品。

表II中突出显示了十个样品的制备，其中滑石粉的浓度增加了，而TiO2的减少了，而对于前五个样品，所有其他组分保持不变。样品6至样品10突出显示了配方，其中氧化铁红的浓度降低而滑石粉增加，所有其他组分保持不变。

表2.总粉末固定为20.4g的样品

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