Može li se stearinska kiselina koristiti kao antioksidans?

Uvod

Stearinska kiselinase općenito ne koristi niti klasificira kao namjenski antioksidativni aditiv u industrijskim formulacijama. Njegove stvarne funkcije ovise o specifičnoj formulaciji i treba ih razlikovati od onih antioksidansa ili antidegradansa posebno odabranih za rješavanje oksidativne degradacije.

Ova razlika je posebno važna kada se stearinska kiselina koristi u aplikacijama kao što su mešanje gume ili kozmetičke formulacije, gde može obavljati druge funkcije specifične za formulaciju koje nisu povezane sa antioksidativnim delovanjem.

Šta je stearinska kiselina?

Stearinska kiselina, također poznata kao oktadekanska kiselina, je zasićena C18 masna kiselina sa molekulskom formulom C₁₈H₃₆O₂. NIST navodi stearinsku kiselinu kao drugo ime za oktadekansku kiselinu i navodi CAS registarski broj 57-11-4.

Stearinska kiselina ne sadrži dvostruke veze ugljik-ugljik u svom ugljovodoničnom lancu. Ovu strukturnu karakteristiku ne treba tumačiti kao dokaz da djeluje kao antioksidans prema drugim komponentama formulacije.

Šta radi antioksidans?

U industrijskim formulacijama, antioksidativni aditivi se koriste za ublažavanje ili odlaganje oksidativne degradacije kroz mehanizme koji ovise o njihovoj hemiji. Ovi mehanizmi mogu uključivati ​​presretanje radikala koji prekida lanac i preventivne puteve kao što je razgradnja hidroperoksida.

Na primjer, dokazano je da antioksidativne grupe ometanog fenola funkcionišu kao čistači radikala u polipropilenskom sistemu koji su proučavali Yuan et al. (2020). Odvojeno, Kulich i Shelton (1978) su istraživali razgradnju hidroperoksida u kontekstu preventivne antioksidativne hemije koja uključuje organska jedinjenja sumpora. Ovi primjeri ilustruju da je antioksidativna funkcija povezana s definiranim stabilizacijskim mehanizmima, a ne jednostavno s materijalom koji je sam po sebi kemijski stabilan.

Da li je stearinska kiselina antioksidans?

Stearinska kiselina se općenito ne koristi niti klasificira kao namjenski antioksidativni aditiv u industrijskim formulacijama.

Njegova formulacija se razlikuje od uloge aditiva posebno odabranih za kontrolu oksidativne degradacije. U posebnim aplikacijama, stearinska kiselina može učestvovati u hemiji sistema očvršćavanja ili doprineti strukturi formulacije ili reološkom ponašanju.

Ove funkcije ne treba tumačiti kao antioksidativno djelovanje.

Antioksidativna aktivnost i oksidativna stabilnost nisu iste

Oksidativna stabilnost materijala nije isto što i funkcioniranje kao antioksidativni aditiv.

Oksidativna stabilnost kompletne formulacije može zavisiti od više faktora, uključujući:

• Sastav formulacije.
• Antioksidativni ili antidegradacijski sistem.
• Obrada i termička istorija.
• Uslovi izlaganja relevantni za primenu.

Promjene u oksidativnoj stabilnosti kompletne formulacije same po sebi ne pokazuju da stearinska kiselina djeluje kao antioksidans.

Iz tog razloga, ulogu koja se pripisuje stearinskoj kiselini treba razlikovati od izmjerenog oksidativnog učinka kompletne formulacije.

Stearinska kiselina u formulacijama gume

U odabranim formulacijama vulkanizirane sumporom, stearinska kiselina može sudjelovati s cink oksidom i drugim komponentama sistema očvršćavanja u hemiji aktivacije.

Musto i dr. (2013) eksperimentalno su istraživali reakciju između cink oksida i stearinske kiseline u nevulkaniziranoj matrici SBR modela i promatrali stvaranje cink stearata. Studija pruža direktne dokaze za interakciju ZnO-stearinska kiselina relevantnu za hemiju vulkanizirajuće gume.

Nekoliko različitih funkcija formulacije stoga treba držati odvojeno:

• Aktivacija lijeka:Cink oksid i stearinska kiselina mogu učestvovati u sistemu aktivacije u sumpor-vulkaniziranim formulacijama.
• Komponente očvršćavanja:Sumpor i drugi sastojci sistema očvršćavanja učestvuju u razvoju umrežene mreže.
• Antioksidansi/antidegradanti:Odvojeni funkcionalni aditivi mogu se odabrati za rješavanje oksidativnih ili drugih puteva razgradnje prema formulaciji.

Učešće u aktivaciji lijeka ne čini stearinsku kiselinu antioksidansom.

Stearinska kiselina u kozmetičkim formulacijama

Stearinska kiselina je takođe istražena kao komponenta formulacije u specifičnim sistemima kozmetičke emulzije O/W.

U studiji Đurisa i sar. (2014), stearinska kiselina je uključena sa cetil alkoholom, stearil alkoholom i gliceril stearatom u mješavinu koemulgatora koja se koristi sa cetearil glukozidom u eksperimentalnim O/W emulzijama. Ovi dokazi podržavaju koemulgatorsku ulogu specifičnu za formulaciju; ne uspostavlja stearinsku kiselinu kao univerzalni emulgator ili antioksidans.

Koemulgirajuću ili strukturnu ulogu u kozmetičkoj formulaciji stoga ne treba tumačiti kao antioksidativno djelovanje.

Zašto su dokazi specifični za formulaciju važni

Svaka tvrdnja da stearinska kiselina utiče na oksidativnu stabilnost ili je u interakciji sa antioksidativnim sistemom treba da bude potkrijepljena dokazima iz formulacije u pitanju.

Relevantni faktori evaluacije mogu uključivati:

• Tačan stepen i sastav stearinske kiseline.
• Antioksidativni ili antidegradacijski sistem i punjenje.
• Kompletna formulacijska matrica.
• Uslovi obrade.
• Relevantni podaci ispitivanja starenja ili oksidacije.

Tvrđena interakcija između stearinske kiseline i antioksidativnog sistema treba da se demonstrira eksperimentalno, a ne da se zaključi iz drugih funkcija formulacije stearinske kiseline.

Šta bi Formulatori i kupci trebali provjeriti

Za Formulatore

Relevantna pitanja uključuju:

• Koju funkciju treba da obavlja stearinska kiselina?
• Da li je dio sistema liječenja, strukturnog/reološkog sistema ili neke druge funkcije specifične za formulaciju?
• Da li je oksidativna stabilnost zahtjev ciljnog učinka?
• Ako je tako, koji antioksidativni ili antidegradacijski sistem se procjenjuje?
• Postoje li dokazi specifični za formulaciju za bilo kakvu interakciju koja se tvrdi?
• Koji test starenja ili oksidacije je relevantan za namjeravanu primjenu?

Za kupce

Relevantne informacije o proizvodu mogu uključivati:

• Tačan stepen stearinske kiseline.
• Sastav masnih kiselina gdje je prijavljen.
• Relevantne specifikacije razreda.
• Tehnički list (TDS).
• Certifikat analize (CoA) za određenu partiju, gdje je potreban.

TDS i CoA dokumentacija može okarakterizirati isporučenu kvalitetu, ali sama po sebi ne utvrđuje da stearinska kiselina djeluje kao antioksidans u određenoj formulaciji.

Zaključak

Stearinska kiselina se općenito ne koristi niti klasificira kao namjenski antioksidativni aditiv u industrijskim formulacijama. Njegove funkcije zavise od formulacije i treba ih razlikovati od uloge aditiva posebno odabranih za rješavanje oksidativne degradacije.

U formulacijama kaučuka, učešće u hemiji sistema očvršćavanja povezanom sa ZnO je drugačija funkcija od antioksidativne ili antidegradantne aktivnosti. U kozmetičkim formulacijama, dokazana koemulgirajuća ili strukturalna uloga također ne uspostavlja antioksidativnu aktivnost.

Oksidativna stabilnost kompletne formulacije ne bi se trebala pripisivati ​​stearinskoj kiselini bez odgovarajućih dokaza. Stearinsku kiselinu i komponente antioksidansa stoga treba tretirati kao zasebne funkcionalne komponente osim ako ispitivanje specifično za formulaciju ne podržava definiranu interakciju.

Reference

1. Nacionalni institut za standarde i tehnologiju.Oktadekanska kiselina. NIST Hemija WebBook, SRD 69.
2. Yuan, M., Zhang, G., Li, B., Chung, TCM, Rajagopalan, R., & Lanagan, MT (2020). Termički stabilni polimerni dielektrici s malim gubitkom koji su omogućeni pričvršćivanjem antioksidansa koji se može umrežiti na polipropilen.ACS primijenjeni materijali i sučelja, 12(12), 14154–14164. DOI:10.1021/acsami.0c00453.
3. Kulich, DM, & Shelton, JR (1978). Uloga određenih organskih jedinjenja sumpora kao preventivnih antioksidansa: III. Reakcije terc-butil terc-butanetiolsulfinata i hidroperoksida. UStabilizacija i degradacija polimera, Advances in Chemistry, Vol. 169, str. 226–236. DOI:10.1021/ba-1978-0169.ch019.
4. Musto, P., Larobina, D., Cotugno, S., Straffi, P., Di Florio, G., & Mensitieri, G. (2013). Konfokalna Ramanova slika, FTIR spektroskopija i kinetičko modeliranje reakcije cink oksid/stearinska kiselina u vulkaniziranoj gumi.Polimer, 54(2), 685–693. DOI:10.1016/j.polymer.2012.12.021.
5. Đuriš, J., Vasiljević, D., Jokić, S., i Ibrić, S. (2014). Primjena metode D-optimalnog eksperimentalnog dizajna za optimizaciju formulacije O/W kozmetičkih emulzija.Međunarodni časopis kozmetičke nauke, 36(1), 79–87. DOI:10.1111/ics.12099.