Въведение
Когато става въпрос за материали за сензорна игра, кинетичният пясък и замазката за игра предлагат на децата различни преживявания - и двете са очарователни сами по себе си. Въпреки че на пръв поглед изглеждат сходни, техният основен състав и физическо поведение разкриват голяма разлика.
Кинетичният пясък представлява дисперсия от пясъчни частици, разпръснати в small количество полимер (PDMS - полидиметилен силоксан), което му придава уникално поведение, подобно на течащ пясък, като същевременно запазва гранулираната му структура. При разбъркване той се държи почти като бавно движеща се течност, което позволява на децата да го оформят, режат и трошат с лекота. Съставът му е близък до максималната фракция на опаковане - това означава, че пясъчните частици са плътно опаковани, с достатъчно свързващо вещество, за да позволят както движение, така и сцепление, без да се срутват в купчина.
За разлика от тях, шпакловката за игра (също на базата на PDMS) обикновено представлява дисперсия на пигментни частици във вискоеластична среда medium. Тя се разтяга, подскача и дори може да се счупи при внезапно натоварване. За разлика от кинетичния пясък, шпакловката за игра има много по-ниско съдържание на твърди частици със значително по-малки частици, което води до по-плавно и еластично поведение.
Въпреки че и кинетичният пясък, и замазката за игра се класифицират като дисперсии, те се формулират по съвсем различен начин. Реологичните изпитвания обясняват уникалните свойства на кинетичния пясък и замазката за игра и тяхната зависимост от начина, по който се обработват.
Резултати от тестовете и обсъждане
На фигура 1 са показани получените криви от честотно измерване, извършено върху игрална замазка.
Докато G' (еластичен модул на срязване) описва твърдотелните свойства на материала, G" (вискозен модул на срязване) е свързан с неговите течни свойства. Фазовият ъгъл, δ, е разликата между приложената осцилационна деформация и полученото напрежение. Той се определя като:
Фазовият ъгъл варира от 0° за идеално еластичен материал до 90° за идеално вискозен материал.
При високи честоти еластичният модул на срязване е по-голям от вискозния модул на срязване. В резултат на това при бързи трептения (свързани с кратки времеви интервали или бързи движения) материалът показва поведение, подобно на твърдо тяло.
Преход между G' и G" се наблюдава при 3 Hz, което съответства на фазов ъгъл от 45°. При по-ниски честоти, които са показателни за по-бавни движения, замазката за игра демонстрира поведение на поток.
Фигура 2 илюстрира зависимото от честотата поведение на еластичния модул на срязване (G'), вискозния модул на срязване (G") и фазовия ъгъл (δ) за кинетичен пясък. В целия измерен честотен диапазон материалът проявява предимно твърдотелни характеристики. За това свидетелстват постоянно по-ниските стойности на фазовия ъгъл (под 45°) и преобладаването на G' над G" по време на цялото измерване.
Заключение
Честотните измервания се използват за прогнозиране на поведението на даден материал в кратки или дълги периоди от време. Кривите, получени при тестването на замазка за игра и кинетичен пясък, могат да бъдат свързани със сетивните преживявания на хората, които ги използват. Кинетичният пясък позволява изграждането на форми или структури, които запазват формата си. Шпакловката за игра постепенно се разтича и приема формата на своя контейнер след употреба.