апрель 2019

Синтез краситель-интекалированнного Zn-Al слоистого двойного гидроксида как косметического пигмента


Яковенко Е. В. , Коваленко Вадим Леонидович Коваленко В. Л. , Коток Валерий Анатолиевич Коток В. А. , Баскевич А. В. , Бурков А. А. , Ананченко Б. А.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Синтез краситель-интекалированнного Zn-Al слоистого двойного гидроксида как косметического пигмента / Химия и современные технологии : Метериалы ІХ Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Химия и современные технологии», 2019. – C. 102-103


Лак для ногтей является одним из самых древних косметических средств. Для приготовления лака используются как красители, так и пигменты. Использование пигментов более предпочтительно, т.к. они, не растворяясь в основе лака, не окрашивают ногтевую пластину и минимально влияют на здоровье человека. Среди пигментов современным трендом являются слоистые двойные гидроксиды, интеркалированные анионами-красителями. С точки зрения использования в косметических целях наиболее перспективным является использование пищевых красителей анионного типа для синтеза пигментов подобного типа.

Главная цель данной работы – синтез цинк-алюминиевого слоистого двойного гидроксида, интеркалированного пищевым красителей анионного типа. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

1) провести выбор пищевых красителей для синтеза пигмента;

2) провести синтез образцовZn-Al слоистого двойного гидроксида, интекалированного выбранными красителями;

3) изучить свойства полученных образцов пигмента, в особенности характеристик цвета.

Метод синтеза. Синтез пигмента проводился методом обратного синтеза: раствор нитратов цинка и алюминия (с соотношением Zn:Al=2:1) добавляли к раствору щелочи при температуре 60°С и непрерывным перемешивании. Синтез проводился в двух вариантах: 1) краситель добавляли в раствор солей металлов, 2) краситель добавляли в раствор щелочи После окончания процесса полученный осадок быстро отфильтро-вывался на вакуум насосе. Полученный гидроксид высушивали при 90-95ºС в течении суток, размалывали, заливали дистиллированной водой для отмывки от солей и неинтеркалированного красителя, отфильтровывали снова высушивали. С синтезированными образцами пигмента изготовляли лаки путем растирания с прозрачной бесцветной основой.

Методы изучения образцов. Изучение структуры и свойств проводилось с помощью рентгенофазового анализа и термогравиметрии. Цветовые характеристики изучались методом UV-Vis спектроскопии, а так же путем определения координат цвета на цветовом компараторе. Координаты цвета представлялись в системе XYZ и CIELab, а так же расчитывались цветовой тон, чистота цвета и насыщенность. Цветовые характеристики определялись как для пигментов, так и для лаков для ногтей, изготовленных с этими лаками.

Результаты. Для синтеза были выбраны два пищевых красителя – индигокармин (синий) и кармуазин (азорубин) (красный). Оба красителя являются водорастворимыми и представляют из себя динатриевые соли. Рентгенофазовый анализ показал, что все образцы имеет решетку Zn(OH)2, т.е. фактически являются Zn-Al СДГ. DTG кривые пигментов показали, что введение красителя увеличивает термическую стойкость СДГ, при этом индигокармин оказывает более сильное влияние.

Были изучены цветовые харакетристики синтезированных образцов пигментов. Выявлено, что при введении индигокармина в щелочь синтезируемый пигмент имеет оливковый цвет (цветовой тон 495 нм, чистота цвета 7%), а при введении в раствор солей – цвет берлинской лазури (цветовой тон 587 нм, чистота цвета 17%). При введении кармуазина в щелочь пигмент имеет красно-пурпурный цвет (цветовой тон 505 нм, чистота цвета 4%), а при введении в раствор солей – цвет дымчатой розы (цветовой тон 504 нм, чистота цвета 34%). Следует отметить, что при введении кармуазина в раствор солей краситель выпал в осадок, а после синтеза значительная часть красителя осталась в растворе, при этом количество пигмента было небольшим. Изготовлены образцы лака, изучены их цветовые характеристики.

ВЫВОДЫ

1) Проведено получение Zn2Al слоистого двойного гидроксида, интеркалированного индигокармином или кармуазином, методом обрат-ного химического синтеза, при введении красителя как в раствор щелочи, так и раствор нитратов металлов;

2) Методом РФА доказано образование краситель-интеркалиро-ванного Zn-Al слоистого двойного гидроксида;

3) Изучены цветовые характеристики полученных пигментов, полученных при введении красителя в различные среды. Показаны высокие пигментные характеристики полученных образцов.