本文探讨了设计和解释流变试验以提高样品稳定性的基本技术的10个要点。10点主要适用于分散相尺寸<1mm的胶体体系:
- 乳液是液体液体系统,用于食品,涂料和涂料,药物配方,农用化学品,化妆品,个人护理和粘合剂。
- 溶胶是固体液体系统,如药物制剂,油墨,涂料和涂料,食品和饮料,化妆品和个人护理。
然而,这些技术也可用于评估经典的非胶体系统,例如陶瓷,水泥和矿物浆料。
每一点强调材料的一种特性,并检验优化样品稳定性的方法。
增加材料的零剪切粘度
接近零剪切速率的材料呈现的粘度被定义为零剪切粘度。
这意味着静止的粘度,这是稳定性分析所需的条件,并且该材料仅暴露于引力力。较低剪切速率的较高粘度可防止任何悬浮颗粒沉降。欧洲杯猜球平台流变仪优选地确定由于较低速度和扭矩的累积而识别零剪切速率粘度平台的非常低的剪切速率(图1)。
图1。在速率为零的剪切速率下呈现的材料呈现的粘度被定义为零剪切粘度。
向材料引入屈服应力型行为
事实是,高零剪切粘度提供良好的稳定性,因此最高的零剪切粘度是理想的,这将是无穷大的。这意味着在临界剪切应力下方的无限电阻的流动定义为屈服应力(图2)。当将屈服应力引入材料时,材料开始在静止的固体上起作用,这通常为任何悬浮材料提供高抗沉降。
图2。在临界剪应力以下,对流动的无限阻力被定义为屈服应力。
增加产量应力的值
屈服应力表示静止的固体行为,其可以抵抗沉降。然而,实际的屈服应力可以具有宽的值范围,具有更高的值,其致力于沉降。因此,具有较高屈服应力值的悬浮液将具有非常高的稳定性(图3)。
图3。屈服应力越高,悬架越稳定。
最小化样本的触变性
即使已知稳定性是低应力过程,许多材料在运输过程中经受高的应力,而不是静止。欧洲杯足球竞彩典型分散体的剪切变薄性质使得它们在更高的应力条件下失去粘度。反过来,这减少了沉降的抗性。通过减少触变性的程度,可以通过缩短将材料维持到这些低粘度的时间来增加样品的稳定性(图4)。
图4。该图像说明了剪切速率的步进序列。
增加试样的内聚能
内聚能代表材料内部结构的弹性强度,与屈服应力有关。系统的内聚能越高,稳定性越好。为了计算粘聚能,对材料进行振幅扫描,以确定线性粘弹性区域(LVR)的应变极限。将应变极限值平方并乘以LVR中存储模量大小的一半(图5)。
图5。粘性能量是材料内部结构弹性强度的量度。欧洲杯足球竞彩
优化粘弹性字符 - 第一部分
为了确定材料在不同时间尺度上的特性,必须使用频率扫描来测量材料的粘弹性谱。一般情况下,粘弹性液体在低频时由于相位角的增大而不稳定。这使得样本更像液体。高相位角表明,当不受干扰时,材料以及悬浮颗粒倾向于流动和沉降。欧洲杯猜球平台
这个问题的一个可能的解决方案是产生一个相位角低于45°且与频率无关的凝胶状结构(图6)。这在测量的频率范围内指定了屈服应力,因此在较低频率下不太可能表现为液体状。
图6。相位角与频率无关的凝胶和0Hz时相位角接近90°的粘弹性液体。
优化粘弹性特性-第二部分
尽管凝胶状样品可以显示比粘弹性液体的稳定性更好,但这种凝胶结构可能不足以防止沉积含有重或大颗粒的一些系统。欧洲杯猜球平台因此,粘弹性固体样频率响应可能是溶液。一种材料在低相角处的固体起作用,从而提供非常稳定的系统(图7)。
图7。返回休息的材料属性(朝向0Hz)对行为进行分类。
提高蠕变的材料抵抗力
蠕变试验有助于在延长时间尺寸(图8)上暴露于微小恒定力时评估材料的流动阻力(图8)。蠕变试验可用于施加有限的力以测量材料是否可以抵抗重力。所得到的运动越小,它不稳定的机会变小。
图8。蠕变试验可用来评估材料在小恒力作用下的流动阻力。欧洲杯足球竞彩
改变粒度
颗粒颗粒相互作用对低剪切粘度产生影响。增加粒子颗粒相互作用的数量可以增加系统中的颗粒的计数。欧洲杯猜球平台为此目的,降低粒度或颗粒浓度增加。由于重力的效果在较小的颗粒上显着较小,因此它们表现出更高的沉降抗性(图9)。欧洲杯猜球平台
图9。改变粒径是提高系统稳定性的一种方法。
改变粒度分布
当颗粒浓度不能改变时,粒度分布的变化可以影响低剪切粘度。这反过来影响系统的稳定性。与欧洲杯猜球平台具有狭窄分布的颗粒相比,具有宽分布的颗粒可能会包装。这证明了具有广泛分布的粒子具有更多的欧洲杯猜球平台自由空间来移动,从而使样品的流动更容易。这意味着样品的粘度较低。因此,可以通过最小化多分散性来增加系统的稳定性(图10)。
图10。收紧粒度分布将增加系统的稳定性。
结论
上述方法可用于流变优化,以增加乳液,胶体系统和分散体的稳定性。
此信息已被采购,从Malvern analytical提供的材料进行审核和调整。欧洲杯足球竞彩
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