Objective: Hair fibres have been shaped via either a thermal route or via a chemical route. The time-relaxation transients of the shaped hairs in air, and in water, respectively, were evaluated. The collected data were kinetically modelled in order to reveal information about the rate controlling mechanism of the recovery process.
Methods: Hair fibres were thermally shaped at different temperatures between heated plates and left to relax in an environment of controlled humidity and temperature. Different hair fibres were chemically shaped and left to relax in water of different controlled temperatures. Relaxation data were used for modelling the kinetics of the recovery processes by using exponential and logarithmic kinetic laws. The fitting of the models to the two sets of data has been checked by using the residual sum of squares for matching the proper model to each set of data.
Results: The processes of shaping and recovery were assimilated with a sequence of two successive quasi-chemical reactions, occurring at the used temperatures. Based on chemical and physical assumptions, the two groups of experiments were modelled by two different laws: an exponential law, suggesting a first-order process as the rate-determining step of the relaxation of thermally shaped fibres, and a logarithmic law, suggesting a slow relaxation, based on percolation theory, for the chemically shaped fibres. This allowed use of chemical kinetics tools for calculating the values of the activation energy in each case. The evaluated values of activation energy of the relaxation processes for both thermal and chemical shaping were found to be close to each other, in spite of the different methods of shaping.
Conclusion: The kinetic analysis suggests that despite different reaction sequences occurring during the different shaping-relaxation processes, the rate-controlling mechanism that manages the recovery process is the same in all cases; and this process is proposed to be the thiol-disulphide reformation of intra-protein bonds inside hair.
Objectif: Les fibres capillaires ont été traitées soit par voie thermique, soit par voie chimique. Les variations passagères du temps de relaxation des cheveux traités dans l’eau et dans l’air, respectivement, ont été évaluées. Les données recueillies ont été modélisées cinétiquement afin de révéler des informations sur le mécanisme de contrôle de la vitesse du processus de récupération. MÉTHODES: Les fibres capillaires ont été traitées thermiquement à différentes températures entre des plaques chauffantes et on les a laissées se relâcher dans un environnement où l’humidité et la température étaient contrôlées. Différentes fibres capillaires ont été traitées chimiquement et on les a laissées se relâcher dans l’eau à différentes températures contrôlées. Les données de relâchement ont été utilisées pour modéliser la cinétique des processus de récupération en utilisant des lois cinétiques exponentielles et logarithmiques. L’ajustement des modèles aux deux ensembles de données a été vérifié en utilisant la somme résiduelle des carrés pour faire correspondre le modèle approprié à chaque ensemble de données. RÉSULTATS: Les processus de traitement et de récupération ont été assimilés à une séquence de deux réactions quasi-chimiques successives, survenant aux températures utilisées. Sur la base d’hypothèses chimiques et physiques, les deux groupes d’expériences ont été modélisés selon deux lois différentes : une loi exponentielle, indiquant un processus de premier ordre comme l’étape déterminant la vitesse de relâchement des fibres traitées thermiquement, et une loi logarithmique, indiquant un relâchement lent, sur la base de la théorie de la percolation, pour les fibres traitées chimiquement. Cela a permis d’utiliser des outils de cinétique chimique pour calculer les valeurs de l’énergie d’activation dans chaque cas. Les valeurs évaluées de l’énergie d’activation des processus de relâchement pour le traitement thermique et chimique se sont avérées proches les unes des autres, malgré les différentes méthodes de traitement.
Conclusion: L’analyse cinétique indique que, malgré les différentes séquences de réaction survenant au cours des différents processus de traitement-relâchement, le mécanisme de contrôle de la vitesse qui gère le processus de récupération est le même dans tous les cas ; et ce processus est proposé comme étant la reformation du thiol/disulfure des liaisons intraprotéiques à l’intérieur du cheve.
Keywords: chemical kinetic; chemical shaping; hair relaxation; hair treatment; thermal shaping.
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