Pendahuluan
Banyak cairan kompleks, seperti polimer pembentuk jaringan, mesofasa surfaktan, dan emulsi pekat tidak mengalir hingga tegangan yang diberikan melebihi nilai kritis tertentu, yang dikenal sebagai tegangan luluh. Bahan yang menunjukkan perilaku ini dikatakan menunjukkan perilaku aliran luluh. Oleh karena itu, tegangan luluh didefinisikan sebagai tegangan yang harus diterapkan pada sampel sebelum mulai mengalir. Di bawah tegangan luluh, sampel akan berubah bentuk secara elastis (seperti meregangkan pegas), di atas tegangan luluh, sampel akan mengalir seperti cairan.
Sebagian besar cairan dengan tegangan luluh dapat dianggap sebagai kerangka struktural yang membentang di seluruh volume sistem. Kekuatan kerangka diatur oleh struktur fase terdispersi dan interaksinya. Biasanya, fase kontinu memiliki viskositas yang rendah, namun fraksi volume yang tinggi dari fase terdispersi dapat meningkatkan viskositas hingga seribu kali lipat dan menginduksi perilaku seperti padatan saat diam. Ketika fluida kompleks yang menunjukkan perilaku luluh digeser dengan laju geser rendah, dalam kisaran antara 0,01 -0,1 s-1 dan di bawah SaringRegangan menggambarkan deformasi material, yang dibebani secara mekanis oleh gaya atau tekanan eksternal. Senyawa karet menunjukkan sifat mulur, jika beban statis diterapkan.regangan kritisnya, sistem akan mengalami pengerasan. Ini adalah karakteristik perilaku seperti benda padat dan dihasilkan dari elemen elastis yang diregangkan dalam bidang geser. Ketika elemen-elemen elastis tersebut mendekati SaringRegangan menggambarkan deformasi material, yang dibebani secara mekanis oleh gaya atau tekanan eksternal. Senyawa karet menunjukkan sifat mulur, jika beban statis diterapkan.regangan kritisnya, struktur mulai rusak yang menyebabkan Penipisan GeserJenis perilaku non-Newtonian yang paling umum adalah penipisan geser atau aliran pseudoplastik, di mana viskositas fluida berkurang dengan meningkatnya geseran.penipisan geser (strain softening) dan akibatnya terjadi aliran. Tegangan yang menyebabkan kerusakan besar pada kerangka struktur adalah tegangan leleh.
Terdapat sejumlah uji eksperimental untuk menentukan tegangan leleh. Ramp tegangan geser sering digunakan karena merupakan cara yang mudah dan cepat untuk menentukan tegangan leleh, namun, metode yang lebih akurat adalah dengan melakukan serangkaian uji mulur dan mencari perubahan gradien kurva kepatuhan versus waktu [1].
Tergantung pada sifat material yang diuji, respon mulur bisa sangat berbeda seperti yang diilustrasikan pada Gambar 1.
Karena perubahan SaringRegangan menggambarkan deformasi material, yang dibebani secara mekanis oleh gaya atau tekanan eksternal. Senyawa karet menunjukkan sifat mulur, jika beban statis diterapkan.regangan yang sebenarnya akan bergantung pada tegangan yang diberikan, maka biasanya kita lebih sering membicarakan kepatuhan daripada SaringRegangan menggambarkan deformasi material, yang dibebani secara mekanis oleh gaya atau tekanan eksternal. Senyawa karet menunjukkan sifat mulur, jika beban statis diterapkan.regangan. Kepatuhan geser rangkak (J) dapat ditentukan dari tegangan geser yang telah ditetapkan (σ) dan deformasi yang dihasilkan (γ):
Dengan menggunakan gagasan ini, kurva mulur yang dihasilkan dengan menggunakan tegangan yang berbeda dapat dibandingkan secara langsung. Semua kurva J(t) saling tumpang tindih satu sama lain tanpa tergantung pada tegangan yang diberikan selama tegangan tersebut berada dalam Wilayah Viskoelastik Linier (LVER)Pada LVER, tegangan yang diberikan tidak cukup untuk menyebabkan kerusakan struktural (yielding) pada struktur dan oleh karena itu, sifat-sifat mikro-struktural yang penting diukur. wilayah viskoelastik linier. Ketika kriteria ini tidak lagi terpenuhi, material dianggap telah luluh. Hal ini diilustrasikan pada Gambar 2 yang dapat disimpulkan untuk sampel yang diuji bahwa tegangan luluh adalah antara 3 dan 4 Pa karena pada 4 Pa, kurva tidak lagi mengikuti profil yang sama. Catatan Aplikasi ini menunjukkan metodologi dan data dari beberapa pengujian mulur untuk losion pelembab.
Eksperimental
- Losion pelembab komersial digunakan sebagai sampel yang dievaluasi.
- Pengukuran rheometer rotasi dilakukan dengan menggunakan rheometer Kinexus dengan kartrid pelat Peltier dan sistem pengukuran kerucut dan pelat2, serta menggunakan urutan standar yang telah dikonfigurasikan sebelumnya dalam perangkat lunak rSpace.
- Urutan pemuatan standar digunakan untuk memastikan bahwa sampel tunduk pada protokol pemuatan yang konsisten dan terkendali.
- Serangkaian uji mulur dijalankan pada tujuh tekanan yang berbeda antara 30 Pa dan 66 Pa.
- Setiap uji mulur dihentikan setelah waktu yang ditentukan (120 detik), dan uji pemulihan dengan waktu yang sama kemudian dilakukan di antara uji mulur.
- Semua pengukuran reologi dilakukan pada suhu 25°C kecuali dinyatakan secara khusus.
Hasil dan Pembahasan
Gambar 3 membandingkan kepatuhan mulur (J) dengan waktu pada ketujuh tekanan. Di bawah 42 Pa, kurva kepatuhan ditumpangkan dan tampaknya tidak ada peningkatan kepatuhan terhadap waktu, menunjukkan bahwa tidak ada aliran yang terjadi di bawah tekanan ini, yaitu material berperilaku sebagai padatan viskoelastik.
Pada 48 Pa, ada perubahan yang nyata dalam gradien yang menunjukkan perilaku yang bergantung pada waktu dan karenanya aliran kental. Hal ini mungkin lebih jelas ditunjukkan pada Gambar 4, yang menunjukkan kepatuhan akhir pada setiap tegangan setelah uji mulur 120 detik. Dapat disimpulkan dari grafik terakhir bahwa produk emulsi memiliki tegangan luluh antara 42 dan 48 Pa.
Untuk mencapai perkiraan yang lebih tepat dari tegangan luluh, perlu untuk mengulangi pengujian dengan small peningkatan tegangan tambahan di antara kedua nilai ini dan mengevaluasi dengan cara yang sama.
Kesimpulan
Untuk losion pelembab yang diuji, tegangan maksimum di mana kepatuhan berada di dalam Wilayah Viskoelastik Linier (LVER)Pada LVER, tegangan yang diberikan tidak cukup untuk menyebabkan kerusakan struktural (yielding) pada struktur dan oleh karena itu, sifat-sifat mikro-struktural yang penting diukur. wilayah viskoelastik linier adalah 42 Pa, sedangkan pada 48 Pa tegangan luluh terlampaui. Oleh karena itu, tegangan luluh memiliki nilai antara 42 Pa dan 48 Pa. Untuk nilai tegangan luluh yang lebih tepat untuk bahan ini, diperlukan iterasi pengujian lebih lanjut dalam rentang tegangan yang sempit ini. Pengujian mulur berganda untuk mendapatkan tegangan luluh adalah metode yang akurat, tetapi dapat memerlukan beberapa kali pengulangan dan interpretasi pengguna yang benar.
Harap diperhatikan ...
bahwa geometri pelat paralel juga dapat digunakan - dengan geometri ini lebih disukai untuk dispersi dan emulsi dengan ukuran partikel large. Jenis bahan tersebut mungkin juga memerlukan penggunaan geometri bergerigi atau kasar untuk menghindari artefak yang berkaitan dengan selip pada permukaan geometri.