08.01.2024 by Dr. Shona Marsh
Brug af reologi til hurtigere og smartere materialeformulering
Reologi opfattes ofte som en teoretisk, meget matematisk disciplin, men faktisk har den stor praktisk relevans i forhold til at definere den reologiske opførsel af en lang række materialer, herunder polymerer, asfalt, kosmetik, fødevarer, maling, trykfarver, blod og meget mere.
Reologi er overalt omkring os, og vi udfører konstant reologiske test, hver gang vi påfører et af disse materialer en kraft for at deformere eller få det til at flyde med den ønskede hastighed, hvad enten det drejer sig om at klemme tandpasta, sprede cement eller tygge mad. Forholdet mellem den påførte kraft (StressStress defineres som et kraftniveau, der påføres en prøve med et veldefineret tværsnit. (Spænding = kraft/areal). Prøver med et cirkulært eller rektangulært tværsnit kan komprimeres eller strækkes. Elastiske materialer som gummi kan strækkes op til 5 til 10 gange deres oprindelige længde.stress) og den målte deformation (strain) eller strømningshastighed (strain rate) er det, der styrer en sådan adfærd og er relateret til de reologiske materialeegenskaber som modul (StressStress defineres som et kraftniveau, der påføres en prøve med et veldefineret tværsnit. (Spænding = kraft/areal). Prøver med et cirkulært eller rektangulært tværsnit kan komprimeres eller strækkes. Elastiske materialer som gummi kan strækkes op til 5 til 10 gange deres oprindelige længde.stress/strain) eller viskositet (StressStress defineres som et kraftniveau, der påføres en prøve med et veldefineret tværsnit. (Spænding = kraft/areal). Prøver med et cirkulært eller rektangulært tværsnit kan komprimeres eller strækkes. Elastiske materialer som gummi kan strækkes op til 5 til 10 gange deres oprindelige længde.stress/strain rate), hvis viden kan hjælpe med at forudsige, hvordan en mængde materiale vil opføre sig under en given kraft eller deformation.
Vi vurderer kvalitativt et materiales modulus, elasticitet eller viskositet gennem vores sanser, når vi fysisk rører ved et materiale.
Men vi foretager også kvalitative reologiske vurderinger ved hjælp af synet, for eksempel kan vi ofte se forskel på de reologiske egenskaber i to forskellige ketchupprøver ved at se, hvordan de ligger på tallerkenen. Sådanne vurderinger er subjektive og kan i de fleste tilfælde kun kvantificeres ved hjælp af en sammenlignende panelscore, som kan klassificere forskellige produkter efter tykkelse, trævlethed, KlæbrighedKlæbrighed beskriver samspillet mellem to lag af identiske (autohæsion) eller forskellige (kohæsion) materialer i form af overfladeklæbrighed.klæbrighed og så videre.
Selv om sådan feedback er vigtig, især for fødevare- og personlig plejeindustrien, er den noget upraktisk i de tidlige faser af produktudviklingen, hvor der ofte er et large antal formuleringskandidater. Derfor er objektive målinger, der pålideligt korrelerer med vigtige aspekter af produktets ydeevne, ekstremt værdifulde.
Sådanne objektive målinger kan opnås ved hjælp af reometri, og især rotationsreometri, hvor det er muligt at måle både viskositet og viskoelastiske egenskaber af komplekse materialer under forhold, der er relevante for den pågældende anvendelse eller proces. Nøglen til en vellykket brug af reologi er at identificere de relevante parametre, der korrelerer direkte med præstationsaspektet. At sikre relevans kræver nøje overvejelse af følgende spørgsmål:
- Hvilken test skal jeg anvende?
- Hvilke reologiske parametre skal jeg måle?
- Hvilke testbetingelser skal anvendes?
- Hvordan fortolker jeg de genererede resultater?
- Hvad betyder dataene?
Sådanne spørgsmål er ikke altid lette at besvare, og derfor blev der lagt stor vægt på at udvikle Kinexus Prime-reometerplatformen, hvor målet var at gøre reologisk testning let tilgængelig for nybegyndere, samtidig med at den avancerede funktionalitet og fleksibilitet blev stillet til rådighed for ekspertbrugeren. Dette blev realiseret med rSpace-softwaren, som bruger en standard operationel procedure (SOP) og indbygget intelligens til at yde støtte gennem alle aspekter af måleprocessen; gennem prøveindlæsning, måling, analyse og resultatfortolkning. Ud over alle de reologiske standardtests er der også en samling af dedikerede rSolution-målinger til benchmarking af ydeevne og materialeegenskaber i forhold til tekstur, spredningsadfærd, UdløbsspændingFlydespænding er defineret som den spænding, hvorunder der ikke sker nogen flydning; opfører sig bogstaveligt talt som et svagt fast stof i hvile og som en væske, når det giver efter.flydespænding, produktleveringsegenskaber, formuleringsstabilitet og endda klæbetest.
Kort sagt er reologi både et praktisk og vigtigt formuleringsværktøj, som kan give vigtig indsigt i produktets mikrostruktur og ydeevne. Nøglen til succes er at vide, hvilken test man skal anvende, og hvordan man foretager relevante målinger, og det er noget, NETZSCH's reologispecialister kan hjælpe med.
Læs mere om vores large produktsortiment af kapillær- og rotationsreometre:
Besøg vores produktsider for mere information:
