Un article expliquant les silicones : Quelles sont les classifications et différences des silicones ? Quelles sont les applications spécifiques des différentes huiles de silicone ?

Le silicone est un type de matériau entre inorganique et organique, contenant à la fois un squelette inorganique principalement composé de liaisons silicium-oxygène et de composants organiques reliés par des liaisons silicium-carbone. En raison de son excellente hydrophobie, de sa résistance aux rayons UV, de son inertie chimique et physiologique, de sa compatibilité, de ses performances anti--taches et de son effet d'amélioration de la sensation cutanée, il est aujourd'hui largement utilisé dans de nombreux segments de l'industrie cosmétique, notamment dans les produits de maquillage, capillaires et de soins quotidiens.

Les produits en silicone sont utilisés quotidiennement dans l'industrie chimique depuis les années 1950, ce qui en fait un produit-plus ancien que beaucoup d'autres. Discutons : qu'est-ce que le silicone exactement ? Combien y a-t-il de types ? Et quels sont les produits que vous utilisez au quotidien ?

Les composés organosiliciés contiennent des liaisons silicium-carbone (Si-C), avec au moins un groupe organique directement attaché à un atome de silicium. Ils existent généralement sous forme de polysiloxanes et possèdent une structure chimique unique et d'excellentes propriétés physiques. L'unité structurelle de base de l'organosilicium est composée de chaînes d'oxygène de silicium -, avec des chaînes latérales connectées à d'autres groupes organiques via des atomes de silicium. Cette structure lui permet de combiner les propriétés des composés organiques avec les fonctions des composés inorganiques.

Huile de Silicone

Les huiles de silicone possèdent une excellente hydrophobie, une inertie physiologique, des propriétés antioxydantes et une faible tension superficielle. En introduisant des groupes fonctionnels dans les molécules d’huile de silicone, de nouvelles propriétés fonctionnelles peuvent être conférées aux huiles de silicone, élargissant ainsi leurs applications en cosmétique. La méthode de synthèse de base des huiles de silicone implique la polymérisation de divers monomères en présence d'un catalyseur, principalement par des réactions d'hydrosilylation et d'hydrolyse des siloxanes-condensation.

Cire de Silicone
L'huile de silicone alkyle à chaîne longue-est un polysiloxane modifié alkyle (C8+) à chaîne longue-, également connu sous le nom de cire de silicone (lorsque la chaîne carbonée atteint une certaine longueur, le produit devient une cire blanche). La cire de silicone est un polymère de silicone hydrophobe, formé par une réaction de silylation entre une huile de silicone hydrogénée et des oléfines à longue chaîne -. Il est solide à température ambiante et hydrate la peau, réduit le caractère collant et confère d'excellentes propriétés de protection de la peau, d'hydrophobicité, de respirabilité, de protection UV et de douceur aux cosmétiques. Dans les cosmétiques de protection solaire, il peut être miscible avec l'huile minérale avant d'être ajouté à la phase huileuse, offrant une excellente radioprotection et des effets synergiques avec les absorbeurs d'UV et les écrans solaires. Dans les produits de soins capillaires, il laisse les cheveux doux et brillants.

Émulsifiants de silicone
Les émulsifiants de silicone ont une faible tension superficielle, améliorant la stabilité de l'émulsion tout en offrant une sensation douce et lisse. L'émulsifiant de silicone courant est le polysiloxane modifié au polyéther-, qui combine des segments de polyéther hydrophiles et hygroscopiques avec des segments de polysiloxane hydrophobes et conformes. Cela confère au produit d’excellentes propriétés d’émulsification et d’étalement en surface. Cependant, les matières premières polyéther peuvent contenir des substances interdites telles que le dioxane, ce qui présente certains risques d'utilisation. C’est pourquoi des recherches approfondies sont en cours pour développer des émulsifiants silicones sans segments polyéther.

Agents filmogènes-de silicone
Les agents filmogènes-de silicone possèdent une excellente adhérence et une excellente flexibilité, formant des films continus, doux et fortement adhérents sur les cheveux, la peau et les ongles. Ils offrent une excellente durabilité et une résistance exceptionnelle aux taches. La résine de silicone MQ, un agent filmogène de silicone courant-, est obtenue par polycondensation de monomères M et Q. Les polyacrylates offrent une excellente résistance aux intempéries et sont rentables. L'énergie de liaison élevée des liaisons silicium-oxygène dans le squelette du silicone contribue à d'excellentes propriétés filmogènes-et à la résistance à la migration, tout en améliorant également le FPS des produits de protection solaire.

Élastomères de silicone
Les élastomères de silicone forment une structure de réseau flexible-tridimensionnelle grâce à la réticulation entre les chaînes moléculaires. Les cavités de ce réseau peuvent absorber de l'huile de silicone à faible viscosité pour former un gel d'élastomère de silicone. Les poudres de polymères de silicone peuvent également être produites sans huile de silicone. Les élastomères de silicone peuvent fournir une texture lisse et veloutée, réduire le caractère collant des formules de produits, former un film respirant sur la peau, améliorer les propriétés hydratantes et prolonger la tenue des cosmétiques. Pour répondre à la demande de cosmétiques fonctionnels, les élastomères de silicone sont souvent modifiés. En fonction de la structure après modification et réticulation, les élastomères de silicone peuvent être classés en polyuréthane-modifié, polyéther-modifié et long-alkyle à chaîne-modifié.

Parmi les produits à base de silicone, l’huile de silicone est la plus utilisée. L'huile de silicone possède de nombreuses propriétés uniques, notamment un rapport de viscosité à basse température{{1}, une résistance aux hautes et basses températures, une résistance à l'oxydation, un point d'éclair élevé, une faible volatilité, une bonne isolation, une faible tension superficielle, une non-corrosivité pour les métaux et une non-toxicité. Alors, qu’est-ce que l’huile de silicone ? Quels types existe-t-il ? Et comment sont-ils utilisés en cosmétique ?

Qu'est-ce que l'huile de silicone ?

L’huile de silicone et l’huile de silicone diméthylée sont-elles la même chose ? L'huile de silicone fait généralement référence à un polysiloxane organique liquide à température ambiante. L'huile de silicone et l'huile de silicone diméthylée ne sont pas identiques. L'huile de silicone peut être divisée en plusieurs types en fonction des différents groupes organiques présents dans l'huile de silicone. Parmi eux, le polydiméthylsiloxane, également connu sous le nom d’huile de silicone diméthylique, est un type spécifique d’huile de silicone qui partage la plupart des propriétés de l’huile de silicone. Parmi toutes les huiles de silicone, l’huile de silicone méthylique est le type d’huile de silicone le plus largement utilisé et le plus important.

La structure de base de l’huile de silicone :

L'huile de silicone est un polysiloxane à structure en chaîne. Elle est divisée en huile de silicone linéaire et huile de silicone ramifiée (Figure 1). R représente un groupe organique et R' représente un groupe organique ou un hydrogène. Lorsque R et R' sont tous deux méthyle, il s'agit d'une huile de silicone méthylique. Lorsque R' est un groupe éthyle, propyle, alkyle à chaîne longue-, phényle ou autre groupe modificateur, il peut conférer des propriétés spécifiques à l'huile de silicone. Par exemple, les groupes alkyles à longue chaîne - peuvent améliorer l'affinité pour la matière organique et le pouvoir lubrifiant, tandis que les segments polyéther peuvent augmenter le caractère hydrophile.

D'un point de vue moléculaire, les huiles de silicone possèdent trois caractéristiques structurelles distinctes : elles sont composées de quatre unités de base avec des fonctionnalités variables -M, D, T et Q (Figure 2)-liées entre elles selon divers modèles de liaisons covalentes. La chaîne moléculaire contient diverses liaisons chimiques qui confèrent des propriétés distinctes. Par exemple, les liaisons Si-O-Si confèrent une résistance à la chaleur, un caractère ignifuge et une résistance aux intempéries, tandis que les liaisons Si-C confèrent une activité de surface, une hydrophobie et des propriétés antimousse. Les groupes méthyle de silicone sont essentiels ; toutes les huiles de silicone sont des dérivés des huiles de méthylsilicone. La liaison silicium-carbone au sein du groupe silicium-méthyle est la plus stable, conférant aux huiles de silicone des propriétés uniques.

De manière générale, les huiles de silicone sont principalement synthétisées par polymérisation de monomères ou d'agents de couplage de fonctionnalités variables via des méthodes spécifiques, ou par greffage sur des squelettes ou des chaînes latérales de polysiloxane. Ces réactions se produisent par des réactions d'équilibrage des siloxanes, des réactions de condensation entre les groupes fonctionnels siloxanes et des réactions d'hydrosilylation.

① Huile de méthylsilicone : La structure moléculaire de l'huile de méthylsilicone est entièrement constituée de groupes méthyle. Il présente une activité de surface élevée, une faible tension superficielle, un étalement facile et des propriétés hydrophobes. Il forme un film protecteur hydrophobe et respirant sur la peau et aide les cheveux à conserver leur éclat naturel. Par conséquent, l’huile de méthylsilicone peut être utilisée comme agent d’étalement, lubrifiant et émollient, remplaçant souvent les ingrédients huileux traditionnels tels que la paraffine et la vaseline.

② Huile de silicone phénylique : lorsque certains des groupes méthyle de la chaîne moléculaire de l'huile de silicone méthylique sont remplacés par des groupes phényle, une huile de silicone méthylphénylique est produite. L’huile de silicone méthylphényle est un liquide transparent incolore ou jaune. La présence du groupe phényle améliore la compatibilité avec les bases cosmétiques et améliore la brillance, ce qui le rend utile comme agent résistant aux radiations-dans les écrans solaires.

③ Huile de silicone alkyle à chaîne longue-méthylique. Lorsqu'une partie des groupes méthyle de l'huile de silicone méthylique est remplacée par des groupes alkyle à chaîne longue -, on parle d'huile de silicone alkyle à chaîne longue - méthyle. L'introduction de groupes alkyles à chaîne longue-améliore les propriétés lubrifiantes, antimousse et anti-adhésives du produit. Plus la chaîne alkyle est longue dans la chaîne moléculaire, plus la tension superficielle, l'indice de réfraction et la viscosité du produit sont élevés, et plus la densité est faible. Lorsque de l'huile de silicone alkyle à chaîne longue -méthylique est utilisée dans l'huile capillaire, elle peut améliorer le pouvoir lubrifiant et l'étalement du produit et améliorer la qualité des cheveux ; s'il est utilisé dans un rouge à lèvres, il peut améliorer l'hydratation et la respirabilité du rouge à lèvres ; lorsqu'il est utilisé dans des produits de protection solaire, il a d'excellents effets anti-rayonnement et a un bon effet synergique avec les absorbeurs d'UV et les écrans solaires.

④ Huile de silicone modifiée par polyéther-L'huile de silicone modifiée par polyéther-fait référence à l'huile de silicone contenant des segments de polyéther dans ses molécules. Les segments siloxane de la chaîne moléculaire de l'huile de silicone modifiée au polyéther- lui confèrent une faible tension superficielle, tandis que les segments polyéther hydrophiles lui confèrent un caractère hydrophile. Les deux segments reliés entre eux en font un excellent tensioactif. Lorsqu'il est utilisé dans les cosmétiques, il peut non seulement améliorer les propriétés lubrifiantes et hydratantes du produit, mais également réduire le caractère collant. Selon les différentes structures chimiques, les huiles de silicone modifiées par polyéther-peuvent être divisées en types Si-O-C et Si-C. Le premier comporte deux segments reliés par des liaisons Si-O-C, qui sont des huiles de silicone modifiées par polyéther-hydrolysables et instables ; ce dernier comporte deux segments reliés par des liaisons Si-C, qui sont des huiles de silicone modifiées par des polyéthers non hydrolysables-, qui sont relativement stables et faciles à stocker. L'huile de silicone modifiée au polyéther- présente les caractéristiques de solubilité dans l'eau, d'émulsification, d'activité de surface et d'inertie physiologique. Lorsqu'il est ajouté à la formule des produits chimiques quotidiens, il peut produire des produits non-irritants pour la peau, possédant de bonnes propriétés hydratantes et des propriétés antibactériennes. C'est un excellent agent auxiliaire cosmétique.

⑤ Huile de silicone modifiée par aminoalkyl- : l'huile de silicone modifiée par aminoalkyl- fait référence aux huiles de silicone dans lesquelles certains des groupes méthyle de la chaîne moléculaire de l'huile de silicone diméthyle ont été remplacés par des groupes aminoalkyle, y compris des amines primaires, secondaires et tertiaires. Les propriétés et fonctions de l'huile de silicone varient en fonction du groupe aminoalkyle. En fonction de la position du groupe aminoalkyle, les huiles de silicone modifiées par un amino- peuvent être divisées en huiles de silicone amino à chaîne latérale - et en huiles de silicone amino terminales. L’huile de silicone aminopropylique la plus couramment utilisée est l’huile de silicone aminopropylique. En raison de la polarité et de la réactivité du groupe amino, elle est plus facile à émulsionner et à disperser que l’huile diméthylsilicone. Les groupes aminés peuvent également réagir physiquement ou chimiquement avec des groupes présents à la surface des cheveux, s'adsorbant de manière ciblée sur la surface des cheveux, les rendant plus lisses et plus brillants. Ils sont largement utilisés dans les shampoings et dans le finissage textile pour améliorer la lavabilité, la résistance au rétrécissement et la douceur des tissus. Cependant, l'huile de silicone aminée peut facilement provoquer le jaunissement des tissus, a une mauvaise stabilité et une mauvaise hydrophilie et nécessite généralement l'utilisation d'une grande quantité d'émulsifiants pour la préparation de l'émulsion. Par conséquent, l'huile de silicone aminée modifiée par polyéther-a non seulement des propriétés antijaunissement supérieures-et une stabilité plus forte, mais peut également améliorer la douceur, la douceur et l'hydrophilie des tissus, améliorant considérablement le confort et la durabilité des tissus.

⑥ Huiles de silicone modifiées à l'ammonium quaternaire- : les huiles de silicone contenant des groupes ammonium quaternaire dans leurs molécules sont appelées huiles de silicone à base d'ammonium quaternaire-. Les cations bactéricides contenus dans les huiles de silicone modifiées à l'ammonium quaternaire-attirent et lient les bactéries et les champignons chargés négativement, inhibant leur respiration, pénétrant dans les cellules bactériennes et perturbant le métabolisme enzymatique, obtenant ainsi un effet antibactérien. Les silicones à base d'ammonium quaternaire-sont également résistantes au jaunissement et peuvent être utilisées dans le traitement des tissus. Lorsqu'elles sont ajoutées au shampooing, les huiles de silicone à base d'ammonium quaternaire- peuvent également améliorer le peignage des cheveux, les laissant doux et brillants.

⑦ Huile de silicone modifiée carboxyle-L'huile de silicone avec des groupes carboxyle introduits aux deux extrémités ou chaînes latérales de l'huile de silicone méthylique est appelée huile de silicone modifiée carboxyle-. Les principaux groupes d'hydrocarbures carboxyle sont : -C2H4COOH, -CH2CHMeCOOH, -C10H20COOH, etc. Les groupes carboxyle sont réactifs et polaires et sont utilisés dans les cirages, les lubrifiants, les agents de démoulage et les produits textiles.

⑧ Les huiles de silicone modifiées Mercapto-contiennent des groupes mercapto dans leurs molécules et sont utilisées pour modifier divers polymères. Les groupes Mercapto interagissent également avec les cheveux, c'est pourquoi les huiles de silicone modifiées mercapto-sont utilisées dans les produits de soins capillaires et les teintures pour augmenter la mouillabilité des cheveux et maintenir la couleur des cheveux.

⑨ Huiles de silicone modifiées par époxy- : les huiles de silicone modifiées par époxy-sont des huiles de silicone dans lesquelles des groupes époxy sont introduits dans l'huile de silicone méthylique. Ces groupes époxy confèrent des propriétés de réactivité, d'adsorption et de réticulation. Lorsqu'ils sont utilisés comme agents de traitement de surface, ils peuvent améliorer la résistance au froissement et la couture des tissus. Lorsqu'ils sont utilisés comme agent de traitement pour perruques, ils peuvent améliorer la douceur des cheveux et prévenir le jaunissement.

Ces quatre catégories sont des produits à base de silicone couramment utilisés en cosmétique. Beaucoup de gens ne peuvent pas faire la différence entre eux. En fait, dans le système de silicone cosmétique, les principales différences entre l'huile de silicone, la cire de silicone, l'élastomère de silicone et la poudre de silicone proviennent de leur structure chimique (linéaire/réticulé/en poudre) et de leur forme physique (liquide/semi-solide/élastomère/poudre), ce qui entraîne des différences significatives dans leur sensation cutanée, leur fonction et leurs scénarios d'application.

1. L’huile de silicone est l’organosilicium le plus basique en cosmétique. Il s’agit essentiellement d’un fluide polysiloxane linéaire.
2. La cire de silicone est une huile de silicone modifiée. En introduisant des « groupes de type cire - (tels que les groupes stéaryle et cétyle), il a la forme « semi - solide/solide » et les propriétés de prise des cires traditionnelles (telles que la paraffine et la cire d'abeille).
3. Les élastomères de silicone sont à base de polydiméthylsiloxane. Les groupes de liaison croisée-tels que les groupes de vinyle forment un réseau-dimensionnel. Les espaces intermoléculaires peuvent encapsuler de l’huile de silicone ou des solvants, leur conférant ainsi de l’élasticité.
4. Les poudres de silicone sont à base de « polymères de silicone réticulés ». Les molécules forment une structure de réseau tridimensionnelle-. Les particules de poudre présentent des groupes hydrophobes en surface, ce qui les rend moins sensibles à l'absorption d'humidité.