Pendahuluan
Meskipun sebagian besar suspensi dan bahan berstruktur polimer adalah Penipisan GeserJenis perilaku non-Newtonian yang paling umum adalah penipisan geser atau aliran pseudoplastik, di mana viskositas fluida berkurang dengan meningkatnya geseran.penipisan geser, beberapa bahan juga dapat menunjukkan perilaku Penebalan GeserMeskipun sebagian besar suspensi dan bahan berstruktur polimer adalah penipisan geser, beberapa bahan juga dapat menunjukkan perilaku penebalan geser di mana viskositas meningkat dengan meningkatnya laju geser atau tegangan geser.penebalan geser di mana viskositas meningkat dengan meningkatnya laju geser atau tegangan geser. Fenomena ini juga sering disebut sebagai dilatancy, dan meskipun ini mengacu pada mekanisme spesifik untuk Penebalan GeserMeskipun sebagian besar suspensi dan bahan berstruktur polimer adalah penipisan geser, beberapa bahan juga dapat menunjukkan perilaku penebalan geser di mana viskositas meningkat dengan meningkatnya laju geser atau tegangan geser.penebalan geser, istilah ini sering digunakan secara bergantian. Dalam kebanyakan kasus, Penebalan GeserMeskipun sebagian besar suspensi dan bahan berstruktur polimer adalah penipisan geser, beberapa bahan juga dapat menunjukkan perilaku penebalan geser di mana viskositas meningkat dengan meningkatnya laju geser atau tegangan geser.penebalan geser terjadi selama satu dekade laju geser dan mungkin terdapat wilayah Penipisan GeserJenis perilaku non-Newtonian yang paling umum adalah penipisan geser atau aliran pseudoplastik, di mana viskositas fluida berkurang dengan meningkatnya geseran.penipisan geser pada laju geser yang lebih rendah dan lebih tinggi.
Biasanya, dispersi atau suspensi partikulat dengan konsentrasi partikel padat yang tinggi, pasta, polimer asosiatif seperti HASE, polimer HEUR, dll., Menunjukkan Penebalan GeserMeskipun sebagian besar suspensi dan bahan berstruktur polimer adalah penipisan geser, beberapa bahan juga dapat menunjukkan perilaku penebalan geser di mana viskositas meningkat dengan meningkatnya laju geser atau tegangan geser.penebalan geser. Bahan yang menunjukkan Penebalan GeserMeskipun sebagian besar suspensi dan bahan berstruktur polimer adalah penipisan geser, beberapa bahan juga dapat menunjukkan perilaku penebalan geser di mana viskositas meningkat dengan meningkatnya laju geser atau tegangan geser.penebalan geser jauh lebih jarang ditemukan dalam aplikasi industri daripada bahan yang menunjukkan Penipisan GeserJenis perilaku non-Newtonian yang paling umum adalah penipisan geser atau aliran pseudoplastik, di mana viskositas fluida berkurang dengan meningkatnya geseran.penipisan geser, namun, di mana bahan penebalan geser yang ditemui dapat menyebabkan masalah pemrosesan yang parah. Material yang mengalami perubahan mikrostruktur atau orientasi pada penerapan geser, yang menyebabkan peningkatan resistensi terhadap aliran, akan cenderung menunjukkan penebalan geser.
Untuk suspensi, hal ini umumnya terjadi pada material yang menunjukkan Penipisan GeserJenis perilaku non-Newtonian yang paling umum adalah penipisan geser atau aliran pseudoplastik, di mana viskositas fluida berkurang dengan meningkatnya geseran.penipisan geser pada laju geser dan tegangan geser yang lebih rendah. Pada tegangan geser atau laju geser yang kritis, rezim aliran terorganisir yang bertanggung jawab atas Penipisan GeserJenis perilaku non-Newtonian yang paling umum adalah penipisan geser atau aliran pseudoplastik, di mana viskositas fluida berkurang dengan meningkatnya geseran.penipisan geser akan terganggu dan yang disebut dengan pembentukan ´hidro-klaster´ atau ´jamming´ dapat terjadi. Hal ini memberikan respons seperti padatan sementara dan peningkatan viskositas yang teramati. Penebalan geser juga dapat terjadi pada polimer, khususnya polimer amfifilik, yang pada laju geser yang tinggi, dapat membuka dan meregang, memperlihatkan bagian rantai yang mampu membentuk asosiasi antarmolekul sementara.
Secara matematis, perilaku penebalan geser dapat dimodelkan dengan menggunakan model hukum pangkat;
di mana:
k adalah konsistensi
n adalah indeks hukum daya
σ adalah tegangan geser
-γ adalah laju geser
dengan η lebih besar dari 1 untuk cairan pengental geser.
Perlu dicatat bahwa peningkatan viskositas pada laju geser yang tinggi dapat terjadi melalui fenomena lain seperti turbulensi fluida. Namun, efek ini cenderung terjadi pada fluida dengan viskositas yang lebih rendah dan dapat diprediksi dari perhitungan bilangan Reynolds.
Eksperimental
- Perilaku pengentalan geser dari campuran suspensi pati jagung/air 75% b/b dievaluasi dengan melakukan uji laju geser dan menganalisis kurva yang dihasilkan dengan mencocokkan Model Hukum KekuasaanModel hukum daya adalah model reologi yang umum digunakan untuk mengukur (biasanya) sifat penipisan geser suatu sampel, dengan nilai yang mendekati nol mengindikasikan material yang lebih menipis.model hukum daya.
- Pengukuran rheometer rotasi dilakukan dengan menggunakan rheometer rotasi Kinexus dengan kartrid pelat Peltier dan sistem pengukuran pelat paralel yang dikeraskan1 , dan menggunakan urutan standar yang telah dikonfigurasi sebelumnya dalam perangkat lunak rSpace.
- Urutan pemuatan standar digunakan untuk memastikan bahwa kedua sampel tunduk pada protokol pemuatan yang konsisten dan terkendali.
- Semua pengukuran reologi dilakukan pada suhu 25°C.
- Kurva aliran dibuat dengan menggunakan tabel kesetimbangan uji laju geser antara 0,1 s-1 dan 100 s-1 dan model hukum pangkat yang dipasang pada bagian yang dipilih secara manual dari kurva ini.
Hasil dan Pembahasan
Gambar 1 menunjukkan profil viskositas-laju geser untuk dispersi Pati Jagung. Pada laju geser yang rendah, sampel menunjukkan perilaku Penipisan GeserJenis perilaku non-Newtonian yang paling umum adalah penipisan geser atau aliran pseudoplastik, di mana viskositas fluida berkurang dengan meningkatnya geseran. penipisan geser; namun, pada laju geser kritis sekitar 8 s-1 terjadi peningkatan viskositas yang tajam, yang merupakan karakteristik perilaku penebalan geser. Dengan menggunakan model hukum pangkat pada data antara 0,15 s-1 dan 6,5 s-1, nilai yang dilaporkan untuk indeks hukum pangkat (η) adalah 0,57, yang mengkonfirmasi perilaku Penipisan GeserJenis perilaku non-Newtonian yang paling umum adalah penipisan geser atau aliran pseudoplastik, di mana viskositas fluida berkurang dengan meningkatnya geseran. penipisan geser (η<1). Dengan menerapkan model yang sama pada data antara 10 s-1 dan 20 s-1, nilai η adalah 3,01, yang mengindikasikan penebalan geser yang signifikan (η>1).
Kesimpulan
Campuran pati jagung-air yang diuji, menunjukkan perilaku penebalan geser yang kuat di atas 8 s-1 seperti yang dikonfirmasi oleh indeks hukum daya (η) yang memberikan nilai 3 untuk data antara 10 s-1 dan 20 s-1.
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 (misalnya, air) di sekitar tepi sistem pengukuran dapat membatalkan pengujian, terutama ketika bekerja pada suhu yang lebih tinggi.