08.01.2024 by Dr. Shona Marsh
Využití reologie pro rychlejší a chytřejší formulaci materiálů
Reologie je často vnímána jako teoretická, vysoce matematická disciplína, ale ve skutečnosti má skutečný praktický význam při definování reologického chování široké škály materiálů, včetně polymerů, asfaltu, kosmetiky, potravin, barev, inkoustů, krve a mnoha dalších.
Reologie je všude kolem nás a my neustále provádíme reologické testy pokaždé, když na některý z těchto materiálů působíme silou, abychom jej deformovali nebo přiměli k požadovanému toku, ať už jde o mačkání zubní pasty, roztírání cementu nebo žvýkání jídla. Poměr působící síly (napětí) a naměřené deformace (deformace) nebo rychlosti toku (rychlost deformace) je to, co řídí takové chování a souvisí s reologickými vlastnostmi materiálu, jako je modul (napětí/deformace) nebo viskozita (napětí/deformace), jejichž znalost může pomoci předpovědět, jak se bude objem materiálu chovat při působení dané síly nebo deformace.
Modul pružnostiKomplexní modul pružnosti (pružná složka), modul skladování nebo G' je "reálná" část vzorků celkového komplexního modulu pružnosti. Tato pružná složka udává pevnou nebo fázovou odezvu měřeného vzorku. Modul pružnosti, elasticity nebo viskozity materiálu posuzujeme kvalitativně svými smysly, když se materiálu fyzicky dotkneme.
Kvalitativní reologické posouzení však provádíme také zrakem, například rozdíly v reologických vlastnostech dvou různých vzorků kečupu často poznáme podle toho, jak sedí na talíři. Taková hodnocení jsou subjektivní a ve většině případů je nelze kvantifikovat jinak než srovnávacím panelovým hodnocením, které může různé výrobky hodnotit podle tloušťky, vazkosti, lepivosti apod.
Ačkoli je taková zpětná vazba důležitá, zejména pro potravinářský průmysl a průmysl osobní péče, je poněkud nepraktická v raných fázích vývoje výrobku, kdy často existuje large množství kandidátních formulací. Proto jsou nesmírně cenné objektivní metriky, které spolehlivě korelují s klíčovými aspekty vlastností výrobku.
Takové objektivní metriky lze získat pomocí reometrie, a zejména rotační reometrie, kdy je možné měřit viskozitu i viskoelastické vlastnosti komplexních materiálů za podmínek, které jsou relevantní pro danou aplikaci nebo proces. Klíčem k úspěšnému využití reologie je identifikace příslušných parametrů, které přímo korelují s aspektem výkonu. Zajištění relevance vyžaduje pečlivé zvážení následujících otázek:
.
- Jakou zkoušku mám použít?
- Které reologické parametry mám měřit?
- Jaké zkušební podmínky by se měly použít?
- Jak interpretovat získané výsledky?
- Co údaje znamenají?
Na tyto otázky není vždy snadné odpovědět, a proto byla při vývoji reometrické platformy Kinexus Prime věnována značná pozornost, přičemž cílem bylo zpřístupnit reologické testování začátečníkům a zároveň poskytnout pokročilé funkce a flexibilitu zkušeným uživatelům. To se podařilo realizovat pomocí softwarurSpace , který využívá přístup založený na standardních operačních postupech (SOP) a vestavěné inteligenci, aby poskytoval podporu v každém aspektu procesu měření; přes nakládání vzorku, měření, analýzu a interpretaci výsledků. Kromě všech standardních reologických testů je k dispozici také sbírka specializovaných měření rSolution pro srovnávací měření výkonnosti a vlastností materiálu ve vztahu k textuře, chování při roztírání, napětí při výtěžnosti, charakteristikám při dodávání produktu, stabilitě receptury a dokonce i testování lepivosti.
Souhrnně lze říci, že reologie je praktický a důležitý formulační nástroj, který může poskytnout důležité informace o mikrostruktuře a výkonnosti produktu. Klíčem k úspěchu je vědět, který test použít a jak provést příslušná měření, s čímž vám mohou pomoci odborníci na reologii z NETZSCH.
Více informací o naší produktové řadě large - kapilárních a rotačních reometrech:
Další informace naleznete na našich produktových stránkách:
