Les produits, point de vue chimique

J'ai trouvé ce post sur le forum des ongles, le trouvant relativement intéressant j'ai décidé de l'inclure sur mon blog. (extrait de l'ouvrage "The Complete Nail Technician" de Marian Newman)

On distingue aujourd'hui trois principaux systèmes pour la pose d'ongles : la résine, le gel UV et le gel sans UV utilisé avec de la fibre de verre.

• La résine : ce système consiste à combiner un liquide (monomer) avec une poudre. Lorsqu'ils sont mélangés, le tout forme un solide.
• Le gel UV : ce système utilise un produit pré-mélangé qui devient solide sous les ultraviolets.
• La fibre de verre : on utilise un ruban (pour la solidité) combiné à une colle.

D'un point de vue chimique et quelque soit le fabricant, ces trois systèmes se ressemblent énormément. C'est surtout la technique d'application qui diffère.

Quelques petits rappels de chimie.

Le mot "chimie" fait souvent peur. Pourtant même les êtres vivants sont "chimiques", comme à peu près tout ce qui nous entoure. Les seules exceptions sont la chaleur, l'electricité et la lumière.

Lorsqu'un atome se lie à d'autres atomes, l'ensemble forme une molécule. Par exemple l'eau est composée de molécules comportant deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène. En fonction du nombre de molécules dans un certain espace ou de la façon dont elles sont liées, l'eau peut se présenter différemment :

• plein de molécules très serrées : on obtient de la glace
• des molécules moins serrées : on obtient de l'eau sous forme liquide
• très peu de molécules dans le même espace, dont seulement certaines sont liées entre elles : on obtient de la vapeur.

Si l'on ajoute un atome (par exemple du carbone) aux molécules d'eau, et/ou si l'on change le nombre d'atomes d'oxygène et d'hydrogène, on obtient des produits très différents de l'eau : des alcools, des acides gras et même des solvants comme l'acétone.

Ces produits sont très courants mais peuvent malgré tout être dangereux. L'eau se boit, mais si l'on en boit en quantité excessive, on peut en mourrir. L'alcool peut rendre joyeux à petite dose, mais beaucoup moins si l'on en abuse. Personne n'aurait l'idée de boire de l'acétone, par contre on n'hésite pas à s'en servir pour retirer le vernis.
Les produits chimiques, lorsqu'ils sont utilisés correctement, ne présentent aucun danger.

Les odeurs

Les molécules des produits chimiques peuvent s'échapper dans l'air et devenir des vapeurs. L'eau ne sent rien et pourtant elle est omniprésente dans l'air. Selon les conditions, les produits peuvent plus ou moins facilement s'échapper dans l'air. L'eau met un moment avant de s'évaporer si on ne la chauffe pas. D'autres produits comme l'alcool sont dits "volatiles" car ils passent rapidement de l'état liquide à l'état de vapeur : ils "sèchent" très rapidement et doivent donc être conservés dans des récipients fermés.

Notre nez est sensible à certains éléments chimiques et totalement insensible à d'autres. Lorsque nous ne sentons rien, cela ne signifie pas qu'aucune vapeur ne se dégage.

Les liaisons moléculaires

Certaines molécules vont s'assembler d'elles-mêmes. D'autres ont besoin d'aide : de la chaleur, de la lumière ou un autre élément chimique qui va accélérer la réaction.

Quasiment tous les produits utilisés pour les ongles font partie de la grande famille des acryliques. Les acryliques sont des plastiques qui n'existent pas à l'état naturel et qui se forment à partir d'un produit liquide ou gelatineux par un procédé appellé polymérisation.

Un polymérisation consiste à lier entre elles des molécules isolées, mais complexes. Ces molécules isolées mais complexes sont des monomères. La liaison de plusieurs monomers forme un polymère.

C'est un peu comme l'eau. De l'état liquide, elle peut passer à l'état solide (la glace). Il suffit d'en abaisser la température pour que le phénomène se produise (bon ici ce n'est pas vraiment une polymérisation, mais sur le principe c'est pareil).

Dans tous les produits pour les ongles on trouve des monomères.

En dehors des polymères et des monomers on peut avoir une forme intermédiaire : les oligomers. Dans ces derniers, seuls quelques molécules sont liées entre elles, les autres sont toujours libres.

Généralement les monomers sont liquides et les oligomères sont gélatineux (par exemple les gels et la colle).

Les protéines sont formées de la même façon. Les acides aminés se lient en longues chaines et ces chaînes sont liées entre elles par l'intermédiaire de liaison amines-acides. Les ongles naturels sont composés de kératine, une protéine, ils sont donc aussi des polymères.

La résine

La résine est le premier produit qui est apparu sur le marché pour poser des ongles. Il est dérivé de ce qu'utilisent les dentistes.

La résine a deux composants : un liquide monomère et une poudre. Le liquide doit se polymériser pour devenir solide et pour ce faire il faut quelque chose qui puisse amorcer le processus. Si du liquide monomère est exposé à la lumière à température ambiante, il va commencer à se polymériser, mais cette réaction sera lente et le résultat final sera mou comme de la gelée.

Le déclencheur de la réaction doit venir de quelque part et le résultat ne doit pas être tout mou. C'est à ce moment qu'intervient la poudre. Cette poudre, ce sont de minuscules polymères. Elle contient le déclencheur de la polymérisation.

En fait, deux conditions sont requises : un déclencheur pour lancer la réaction et un catalyseur qui va lui permettre de se dérouler rapidement. Deux éléments chimiques différents, lorsqu'ils sont mélangés, peuvent satisfaire ces deux conditions. Ils amorcent la réaction en lui apportant une grosse dose d'énergie initiale. Cette énergie vient de la rencontre entre les deux produits.

Les deux composants chimiques sont importants, leur dosage aussi. S'ils apportent trop d'energie lorsqu'ils sont mélangés, la réaction sera trop rapide et cela peut être dangereux. Et s'il n'y a pas assez d'energie, la polymérisation sera très lente.

Les catalyseurs

Les catalyseurs les plus courants sont le benzoyl peroxide dans la poudre et un amine dans le liquide.

Lorsque ces deux catalyseurs sont mélangés, ils réagissent et déclenchent le processus qui permet aux monomers de se lier entre eux. C'est exactement la même réaction que celle qui se produit lorsque l'on se décolore les cheveux avec des produits peroxydés.

La poudre acrylique de la résine
La poudre (des boules de polymères, mais si vous avez suivi depuis le début vous le savez déjà) a plusieurs rôles, y compris celui de déclencher la polymérisation.

Les petits grains de poudre restent des grains de poudre pendant le processus mais aussi après. Ils ne changent pas d'état. Lorsque la résine est sèche, les grains de poudre sont toujours entiers, piégés au milieu de nombreuses chaines de polymères. Ces grains apportent énormément de solidité à la résine. Seul, le monomer catalysé produirait un résultat assez souple.

Le liquide et la poudre

Le rapport entre la quantité de liquide et de poudre, le "ratio" est très important. Trop de poudre peut donner un résultat rigide, mais qui peut se briser facilement. Trop de liquide peut donner un résultat mou.

La poudre a un autre rôle : elle peut contenir un pigment coloré.

Les méthacrylates : l'EMA et le MMA

Les produits chimiques utilisés pour la résine font partie de la famille des méthacrylates. Les plus courants sont l'ethyl methacrylate (EMA) et le methyl methacrylate (MMA). Ils étaient tout deux utilisés par les dentistes, comme monomères.

Mais il a été prouvé que le MMA causait un grand nombre de réactions allergiques et était aggressif pour la peau. En tant que liquide monomère, il a été interdit aux Etats-Unis. Malheureusement certains en utilisent encore car il revient moins cher à produire que l'EMA. Le MMA produit des polymères beaucoup plus solides que l'EMA, les ongles construits à base de MMA sont extremement difficiles à limer et à faire fondre.

L'EMA est aujourd'hui le produit le plus courant pour les monomères. Il peut aussi causer des réactions allergiques s'il n'est pas utilisé correctement.

Les monomères ont de l'énergie à revendre et si on leur en donne le temps, ils vont systématiquement chercher à se polymériser. C'est ce qui explique qu'ils peuvent provoquer des réactions allergiques s'ils touchent trop la peau. Une fois polymérisés, ils n'ont plus d'energie et ne peuvent quasiment plus causer de réaction allergique.

Les poudres dans la résine

Les poudres sont généralement fabriquées avec les mêmes produits que les liquides. Ces poudres sont néanmoins déjà des polymères. Certaines mélangent plusieurs polymères, de l'EMA et du MMA (on parle alors de copolymères).

Etant donné que la polymérisation de l'EMA construit un polymère assez mou, il faut l'associer à une bonne poudre pour le renforcer.

Un monopolymère (un seul composant : EMA ou MMA) réagit très rapidement avec un monomère identique. Du liquide monomère EMA va donc réagir rapidement avec une poudre à base d'EMA, mais le résultat sera mou. Un monomère EMA réagit plus lentement avec une poudre MMA, mais le résultat sera solide.

C'est pourquoi la quasi-totalité des résines actuelles sont donc composées de monomère à base d'EMA et de poudre à base de MMA

Lorsqu'une poudre et mélangé au liquide monomère, plusieurs étapes se produisent :

• Première étape : les deux composants se rencontrent. Les pigments de la poudre se détachent. Cela se produit rapidement. La résine est alors "fondante".
• Seconde étape : la polymérisation débute et la résine n'est plus "fondante". Elle a davantage l'aspect d'un gel. A ce moment, elle peut être déposée et travaillée sur l'ongle. La durée de cette étape varie selon les marques et les produits.
• Troisième étape : la résine quitte l'état de gel et achève sa polymérisation. Elle ne peut plus être travaillée facilement. Le processus complet prend entre 3 et 10 minutes et finit quand la résine est sufisemment dure pour être limée ou qu'elle produit un bruit caractéristique lorsqu'on en tape la surface avec le manche du pinceau. Attention cependant : la polymérisation n'est pas totalement finie et il faudra attendre plusieurs heures avant que ce soit réellement le cas. L'utilisation de limes à gros grains ou des chocs sur l'ongle avant la fin de la polymérisation peuvent interférer au bon déroulement du processus et créer des zones fragiles.

L'influence de la température sur la polymérisation

Des facteurs externes peuvent influencer le processus, en particulier la température. Plus la température est élevée, plus le processus sera rapide.

Une polymérisation rapide crée une impression de chaleur sur l'ongle. Le processus lui-même dégage de la chaleur : c'est une réaction exothermique. Mais la chaleur est faible et la cliente ne la sent généralement pas.

Une polymérisation rapide peut aussi créer un résultat rigide, mais qui peut se briser facilement, avec des endroit plus fragiles que d'autres.

L'idéal est de travailler à température ambiante et c'est pourquoi il faut absolument éviter de travailler sous une lampe munie d'une ampoule qui dégage de la chaleur.

Une température basse va ralentir la polymérisation. Ce qui se produit lorsque le monomère et froid ou que les mains de la cliente sont froides. Lorsque la résine est appliquées sur l'ongle, des petits grains ou cristaux sont visibles à côté des cuticules. Cela se produit car le processus est long à démarrer et le monomer commence à s'évaporer, ce qui laisse sur l'ongle de la poudre qui n'a pas été emprisonnée dans des polymères.

Veillez donc à réchauffer les mains de vos clientes.

Le mélange chimique doit être correctement dosé pour que le processus se déroule comme prévu. L'ajout de composants additionnels peut avoir des effets désastreux. Le cas le plus courant est la présence sur les poils du pinceau de nettoyant à gel (gel cleaner) ou de nettoyant à pinceaux.

Le système de résine traditionnelle (avec du benzoyl peroxide comme catalyseur) est sujet à décoloration, ou au jaunissement, causé par les ultraviolets issus du soleil ou des cabines de bronzage.

C'est pourquoi certaines marques ajoutent un composant (un absorbeur d'UV) qui évite cette décoloration de façon analogue aux crèmes solaires pour la peau.

D'autres marques ajoutent une couleur bleue ou violette au liquide. C'est alors un éclaircisseur optique, qui donne un aspect plus blanc aux blancs et plus rose aux roses, mais qui va aussi protéger du jaunissement.

Certaines marques nécessitent l'application d'un top-coat anti-UV sous la forme d'un vernis, sur l'ongle construit. Il faut remettre régulièrement une couche de ce top-coat.

Les mélanges chimiques sont risqués. Mélanger un monomère d'une marque avec une poudre d'une autre marque peut ne pas donner un résultat optimal. Les catalyseurs peuvent ne pas être compatibles et les composants additionnels peuvent annuler leurs effets respectifs.