Pendahuluan
Emulsi adalah sistem dengan fase kontinu cairan dan fase terdispersi tetesan cairan. Dua jenis emulsi yang paling umum adalah emulsi minyak dalam air dan emulsi air dalam minyak (Gambar 1). Dalam emulsi minyak dalam air, fase kontinu adalah air dan fase terdispersi adalah minyak, sedangkan dalam emulsi air dalam minyak, fase kontinu adalah minyak, sedangkan fase terdispersi adalah air.
Apakah emulsi air dalam minyak berubah menjadi emulsi minyak dalam air tergantung pada fraksi volume kedua fase dan pengemulsi. Pengemulsi adalah bahan yang menstabilkan emulsi dengan menyerap pada antarmuka minyak/air. Surfaktan adalah bentuk pengemulsi yang paling umum meskipun bahan polimer dan partikulat sering kali dapat memenuhi peran yang sama.
Reologi emulsi cenderung memiliki ketergantungan yang sangat kuat pada fraksi volume fase terdispersi serta ukuran tetesan. Parameter reologi yang paling penting adalah viskositas, tegangan normal, viskoelastisitas, dan tegangan luluh.
Viskositas relatif emulsi encer dengan angka kapiler rendah (agar tetesan tidak berubah bentuk) diberikan oleh ekspresi berikut [1]:
dan ηd adalah viskositas fase terdispersi dan ηs adalah viskositas fluida tersuspensi. Di sini, diasumsikan bahwa emulsi tidak mengalami Penipisan GeserJenis perilaku non-Newtonian yang paling umum adalah penipisan geser atau aliran pseudoplastik, di mana viskositas fluida berkurang dengan meningkatnya geseran.penipisan geser, sehingga viskositasnya akan sama pada setiap laju geser. Untuk konsentrasi tetesan yang lebih tinggi (Φ≥0,6), sistem menjadi Penipisan GeserJenis perilaku non-Newtonian yang paling umum adalah penipisan geser atau aliran pseudoplastik, di mana viskositas fluida berkurang dengan meningkatnya geseran.penipisan geser dan viskositas geser relatif nol kemudian diberikan oleh ekspresi berikut:
Φm adalah fraksi pengepakan maksimum.
Penipisan geser menjadi lebih jelas saat fraksi volume tetesan meningkat. Dalam referensi [2], hal ini diperhitungkan dengan menyesuaikan Φm untuk mendapatkan kecocokan terbaik pada setiap laju geser.
Dengan peningkatan lebih lanjut dalam fraksi volume, situasi dapat dicapai di mana tetesan menjadi macet, sehingga mencegah partikel bergerak relatif satu sama lain. Dalam situasi inilah sistem dianggap memiliki tegangan luluh. Hal ini dibahas dalam catatan aplikasi terpisah.
Perhatikan juga bahwa teori terkait ini mengasumsikan emulsi sederhana dan tidak memperhitungkan keberadaan pengubah reologi seperti gel mikro yang terhubung silang misalnya yang memiliki volume fasa yang cukup besar dan secara signifikan akan berdampak pada pelarut dan karenanya reologi emulsi.
Untuk memverifikasi teori ini secara eksperimental untuk sistem emulsi yang diberikan, perlu untuk menentukan viskositas geser nol dari emulsi pada berbagai konsentrasi tetesan dan kemudian menghitung viskositas relatif geser nol untuk setiap konsentrasi dengan menggunakan viskositas media pensuspensi. Hubungan yang diplot antara viskositas relatif geser nol dan konsentrasi harus menunjukkan apakah teori di atas mendekati perilaku sistem emulsi yang sedang dipelajari atau tidak. Data dapat diekstraksi dan dianalisis lebih lanjut untuk menyelidiki kecocokan yang tepat dengan model di atas. Urutan yang sama juga dapat digunakan untuk menyelidiki dampak perubahan ukuran tetesan pada viskositas.
Eksperimental
- Pengujian ini ada sebagai urutan yang telah dikonfigurasi sebelumnya dalam perangkat lunak rSpace yang dirancang untuk dijalankan pada rheometer rotasi Kinexus1.
- Urutan ini menjalankan tabel tegangan geser dan kemudian mencocokkan Model Ellis dengan data untuk menentukan η0 dan kemudian ηr, 0
- Hal ini diulangi untuk sejumlah konsentrasi dan plot ηr,0 terhadap konsentrasi diperoleh, yang kemudian dapat diekspor dan dianalisis di luar perangkat lunak.
Harap diperhatikan...
bahwa geometri pelat paralel atau geometri silinder juga dapat digunakan. Geometri sand blast harus dipertimbangkan jika material cenderung menunjukkan efek selip dinding. Geometri yang lebih besar berguna untuk pengukuran pada torsi rendah, yang lebih mungkin ditemui pada frekuensi yang lebih rendah. Penggunaan perangkap pelarut juga direkomendasikan untuk pengujian ini karena PenguapanPenguapan suatu unsur atau senyawa adalah transisi fase dari fase cair ke uap. Ada dua jenis penguapan: penguapan dan pendidihan.penguapan pelarut (mis., air) di sekitar tepi sistem pengukuran dapat membatalkan pengujian, terutama ketika bekerja pada suhu yang lebih tinggi.