Reologie disperzí: Základy a měření

Reologie disperzí

Dispersí se rozumí systém, v němž je jedna fáze (např. částice) rozptýlena v jiné fázi (např. v kapalině). Disperse jsou součástí našeho každodenního života – nacházejí se v potravinách, barvách, kosmetice i průmyslových nátěrech.

Co určuje, jak se tyto komplexní systémy chovají během procesu (např. při stříkání nebo čerpání)? Jak zajistit, aby se částice přítomné v disperzi (např. bylinky v salátovém dresinku) neusazovaly? Nebo aby se vodná a olejová fáze pleťového krému neoddělovaly? Odpověď spočívá v reologii, vědě zabývající se tokem a deformačním chováním materiálů.

Nová bílá kniha od společnosti NETZSCH Analyzing & Testing poskytuje komplexní úvod do reologie disperzí a vysvětluje, jak přesně charakterizovat chování těchto systémů.

Reologie určuje tokové chování

Reologie popisuje, jak materiály pod vlivem vnějších sil tečou nebo se deformují. Reologické zkoušky zahrnují stanovení tokového chování, tj. křivky smykové viskozity.

Materiály vykazují různé typy toku:

Ideálně viskózní materiály vykazují lineární vztah mezi smykovým napětím a smykovou rychlostí. Jejich smyková viskozita je nezávislá na aplikované smykové rychlosti/smykovém napětí.
Materiály ztenčující se při smyku (např. barvy a omáčky) se při působení smyku stávají méně viskózními.
Materiály zahušťující se při smyku (např. směsi kukuřičného škrobu s vodou) se při namáhání stávají viskóznějšími.

Klíčové faktory ovlivňující chování proudění

Reologické chování disperzí závisí na celé řadě parametrů. Mezi nejdůležitější ovlivňující faktory patří:

Objemová koncentrace disperzní fáze
Velikost, tvar a distribuce částic
Viskozita kontinuální fáze
Interakce mezi disperzními částicemi (např. elektrostatické nebo hydrofobní síly)
Teplota
Povrchově aktivní látky
Maximální HustotaHmotnostní hustota je definována jako poměr mezi hmotností a objemem. hustota zaplnění

Metody reologického měření

NETZSCH nabízí celou řadu měřicích technik pro přesné stanovení reologických vlastností disperzí:

Rotační reometry – ideální pro nízké až medium ní smykové rychlosti
Vysokotlaké kapilární reometry – vhodné pro střed medium ké až vysoké smykové rychlosti, zejména v aplikacích souvisejících s výrobními procesy

Mezi důležité aspekty, které je třeba při měřeních zohlednit, patří:

Zamezení sedimentaci
Detekce a korekce skluzu na stěnách
Minimalizace smykového zahřívání a separace toku

Díky těmto metodám mohou laboratorní měření věrně napodobit skutečné procesní podmínky – od potravinářských disperzí, jako jsou omáčky a majonéza, až po technické suspenze, jako jsou barvy nebo nátěrové hmoty.

Zjistěte více o rotačních a kapilárních reometrech NETZSCH

Praktické příklady: Od majonézy po náter na stěny

Bílá kniha ukazuje, jak lze reologická měření využít k optimalizaci kvality výrobků a stability procesů:

Potravinářský průmysl: Stanovení meze tekutosti pomáhá zajistit požadovanou konzistenci a stabilitu – například udržení majonézy na hranolkách nebo zabránění nekontrolovanému roztečení omáček.
Nátěry a barvy: Řízení viskozity zajišťuje hladké a rovnoměrné nanášení bez stékání a tvorby kapek.

Díky těmto poznatkům mohou inženýři a vývojáři produktů přesně vyladit složení tak, aby splňovalo konkrétní požadavky na vlastnosti.

Závěr: Reologie jako klíč k porozumění složitým systémům

Reologie je více než jen měřicí disciplína – je to základní nástroj pro pochopení chování materiálů téměř ve všech průmyslových odvětvích. Pomocí správných reologických metod lze přesněji vyvíjet produkty, optimalizovat procesy a dosáhnout stálé kvality.

Bílá kniha „ NETZSCH “ (Rheologie: Věda a praxe) nabízí jasný a praktický přehled – od základů reologické teorie až po pokročilé aplikace v praxi.

➡️ Celou bílou knihu si můžete přečíst zde:

Úvod do reologie disperzí

Zjistěte více o našem sortimentu reometrů