Revelación de la estructura del lápiz labial mediante reología multimodal dependiente de la deformación y el tiempo

Área de la Ciencia:

• Ciencia Cosmética
• Ciencia de Materiales
• Reología

Sus antecedentes:

• Las formulaciones de lápices labiales han evolucionado de bases simples de cera/aceite a mezclas complejas con polímeros, siliconas y rellenos.
• La creciente demanda de los consumidores de un rendimiento mejorado del producto requiere una comprensión más profunda de las propiedades mecánicas de los lápices labiales.
• La compleja interacción de los ingredientes en los lápices labiales modernos hace que su comportamiento macroscópico sea difícil de predecir.

Objetivo del estudio:

• Investigar las propiedades elásticas y viscoelásticas de los lápices labiales comerciales bajo estrés.
• Modelar el comportamiento de fluencia de los lápices labiales dentro del régimen viscoelástico lineal.
• Analizar las respuestas mecánicas no lineales y los cambios estructurales en los lápices labiales a grandes deformaciones.

Principales métodos:

• Se realizaron experimentos de compresión en tres grados de lápices labiales comerciales.
• Se emplearon mediciones reológicas, incluidas pruebas de cizallamiento y oscilatorias.
• Se utilizó la función de Kohlrausch-Williams-Watts (KWW) para modelar el comportamiento de fluencia viscoelástica lineal.

Principales resultados:

• Los lápices labiales exhibieron propiedades macroscópicas distintas pero siguieron una ley constitutiva común en el rango viscoelástico lineal.
• Se observaron comportamientos no lineales como el endurecimiento por deformación y el cizallamiento a grandes deformaciones, lo que indica una ruptura estructural.
• Se identificaron dos regímenes de relajación distintos, separados por un cruce alrededor de los 10 segundos, lo que sugiere una arquitectura de material compleja.

Conclusiones:

• Una ley constitutiva universal rige la respuesta mecánica lineal de diversas formulaciones de lápices labiales.
• La estabilidad mecánica de los lápices labiales se atribuye a una arquitectura entrelazada revelada por un espectro continuo de mecanismos de relajación.
• La comprensión de estas propiedades reológicas es crucial para optimizar la formulación y el rendimiento de los lápices labiales.