Carbonato de cálcio natural (NCC) É um abrasivo comumente usado em pastas de dente. Os graus comerciais típicos incluem malha 325 (D97 ≈ 45 μm) e 400 mesh (D97 ≈ 38 μm). Nos últimos anos, a tecnologia de formulação de pastas de dente avançou rapidamente. Os processos de moagem ultrafina também apresentaram progressos significativos. Como resultado, abrasivos de carbonato de cálcio natural mais finos estão se tornando uma tendência na indústria.
Estudos confirmaram que o tamanho das partículas abrasivas afeta significativamente os principais indicadores de desempenho de cremes dentais com flúor. Estes incluem o valor do pH, a retenção de flúor solúvel total (TSF), a viscosidade e a abrasividade. Neste estudo, foram selecionados abrasivos naturais de carbonato de cálcio com valores de D97 variando de 10 a 45 μm. Amostras de creme dental com flúor foram preparadas utilizando uma formulação uniforme. As amostras foram envelhecidas a 25 °C, 40 °C e 50 °C. Seus valores de pH, retenção de TSF, viscosidade e abrasividade foram medidos regularmente. Esses resultados foram utilizados para explorar sistematicamente a influência do tamanho das partículas abrasivas no desempenho do creme dental.
Efeito no valor do pH da pasta de dentes
O valor do pH do creme dental com flúor aumenta à medida que o tamanho das partículas D97 diminui.
Para a mesma amostra, o pH diminui ao longo do tempo durante o envelhecimento. A flutuação do pH a 50°C é significativamente maior do que a 40°C.
Essas observações estão relacionadas a duas reações principais durante o envelhecimento:
- Partículas abrasivas menores possuem uma área de superfície específica maior. Isso acelera a dissolução do CaCO₃ e a liberação de íons hidróxido. Consequentemente, o pH aumenta.
- O monofluorofosfato de sódio (SMFP) hidrolisa-se gradualmente, produzindo ácido fluorídrico. Este ácido reage com íons de cálcio e íons de fosfato para formar fluorapatita insolúvel. Os íons de hidrogênio são liberados, causando a queda do pH.
Ambas as reações se aceleram em temperaturas mais altas.
Isso resulta em maiores flutuações de pH durante o envelhecimento em altas temperaturas.
A partir das curvas de pH, o creme dental contendo abrasivos com D97 = 25,4 μm sempre apresenta valores de pH mais altos do que a amostra com 21,5 μm. Da mesma forma, a amostra com 43,9 μm permanece acima da amostra com 35,7 μm. Isso ocorre porque os abrasivos de 25,4 μm e 43,9 μm contêm mais álcali livre. Essas impurezas alcalinas (principalmente Ca(OH)₂ ou CaO) aumentam o pH inicial do creme dental.
Efeito na retenção de TSF
A retenção de TSF diminui significativamente à medida que o tamanho das partículas D97 se torna menor.
Para a mesma amostra, a retenção de TSF também diminui com temperaturas de envelhecimento mais altas ou tempos de envelhecimento mais longos.
Os principais motivos incluem:
- Partículas menores aumentam a área superficial específica. Temperaturas de envelhecimento mais elevadas aumentam as concentrações de íons de cálcio e ácido fluorídrico. Ambos os fatores aceleram a formação de fluorapatita.
- Um envelhecimento prolongado promove a hidrólise contínua do SMFP e a precipitação constante de fluorapatita. Isso reduz ainda mais a retenção de TSF.
A partir das curvas de retenção, as amostras preparadas com abrasivos de D97 = 25,4 μm e 21,5 μm apresentam comportamento quase idêntico.
No entanto, a amostra de 43,9 μm apresenta uma retenção significativamente menor do que a amostra de 35,7 μm.
Isso se deve ao maior teor de álcalis livres nos abrasivos de 25,4 μm e 43,9 μm.
Essas impurezas elevam o pH e intensificam as reações alcalinas.
O álcali livre reage mais rapidamente com o SMFP hidrolisado do que o CaCO₃, acelerando a formação de fluorapatita e reduzindo a retenção de TSF.
Efeito na viscosidade da pasta de dentes
A viscosidade da pasta de dentes aumenta à medida que o tamanho das partículas D97 diminui.
Para a mesma amostra, a viscosidade também aumenta em temperaturas mais altas ou com maior tempo de envelhecimento.
Os motivos são os seguintes:
- Partículas menores e temperaturas mais altas aumentam a concentração de íons de cálcio.
Os íons de cálcio reforçam o efeito de reticulação na CMC.
O envelhecimento prolongado continua a aumentar a reticulação, o que eleva a viscosidade. - Partículas menores aumentam a interface sólido-líquido.
Isso aumenta a resistência ao fluxo na pasta e contribui para uma maior viscosidade.
Efeito na abrasividade da pasta de dentes
Após 12 semanas de envelhecimento à temperatura ambiente, a abrasividade (Ra) aumenta à medida que o tamanho das partículas D97 diminui. Isso ocorre porque partículas abrasivas menores aumentam o número de partículas no sistema. Mais partículas participam da abrasão dentro do mesmo sulco durante a escovação. Sua ação mecânica combinada aprofunda os sulcos, aumentando a abrasividade.
Além disso, partículas menores resultam em uma distribuição granulométrica mais estreita. Partículas abrasivas mais uniformes intensificam o efeito de abrasão cumulativa. Isso explica por que a amostra com D97 = 25,4 μm apresenta abrasividade relativamente alta.
Conclusão
A indústria de pastas de dente está caminhando em direção a materiais abrasivos mais finos e com controle mais preciso. A obtenção de valores D97 estáveis na faixa de 10 a 45 μm exige sistemas de moagem ultrafina precisos, limpos e confiáveis.
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Obrigado pela leitura. Espero que meu artigo tenha ajudado. Deixe um comentário abaixo. Você também pode entrar em contato com o suporte online da Zelda para quaisquer outras dúvidas.
— Publicado por Emily Chen