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 (pelunakan SaringRegangan menggambarkan deformasi material, yang dibebani secara mekanis oleh gaya atau tekanan eksternal. Senyawa karet menunjukkan sifat mulur, jika beban statis diterapkan.regangan) dan aliran berikutnya. Hal ini bertepatan dengan nilai puncak tegangan geser yang sama dengan tegangan leleh. Hal ini digambarkan pada Gambar 1.
Tegangan luluh didefinisikan sebagai tegangan yang harus diterapkan pada sampel sebelum mulai mengalir.
Biasanya, laju geser rendah digunakan dalam pengujian ini untuk memperhitungkan sifat RelaksasiKetika regangan konstan diterapkan pada senyawa karet, gaya yang diperlukan untuk mempertahankan regangan tersebut tidak konstan tetapi berkurang seiring waktu; perilaku ini dikenal sebagai relaksasi tegangan. Proses yang bertanggung jawab atas relaksasi tegangan dapat bersifat fisik atau kimiawi, dan dalam kondisi normal, keduanya akan terjadi pada waktu yang sama. relaksasi waktu dari material meskipun laju geser yang berbeda dapat digunakan tergantung pada aplikasi yang diinginkan. Proses cepat seperti pengeluaran terjadi pada rentang waktu yang pendek yang sesuai dengan laju geser yang lebih tinggi sementara stabilitas terhadap sedimentasi/kriming terjadi dalam waktu yang lebih lama dan dievaluasi dengan lebih baik pada laju geser yang lebih rendah. Karena tegangan luluh umumnya merupakan sifat yang bergantung pada waktu, maka nilai yang diukur dapat berbeda. Laju geser 0,01 s-1, bagaimanapun, umumnya digunakan dalam pengujian tersebut dan telah terbukti memberikan kesesuaian yang baik dengan metode tegangan luluh lainnya seperti pengujian creep [1].
Catatan aplikasi ini menunjukkan metodologi dan data dari uji pertumbuhan tegangan untuk body lotion.
Eksperimental
- Sebuah produk body lotion komersial dipilih untuk dianalisis.
- Pengukuran rheometer rotasi dilakukan dengan menggunakan rheometer Kinexus dengan kartrid pelat Peltier dan sistem pengukuran pelat paralel 40 mm yang telah dikeraskan (untuk menghindari sampel tergelincir pada permukaan geometri)2, dan menggunakan urutan standar yang telah dikonfigurasikan sebelumnya dalam perangkat lunak rSpace.
- Posisi geser untuk geometri pelat paralel diatur ke 100% dalam perangkat lunak rSpace (menggunakan basis data geometri) sehingga dapat mengukur tegangan pada saat permulaan luluh.
- Urutan pembebanan standar digunakan untuk memastikan bahwa sampel tunduk pada protokol pembebanan yang konsisten dan terkendali.
- Uji laju geser tunggal dilakukan pada laju geser 0,01 s-1, dan evolusi tegangan sebagai fungsi waktu diukur.
- Data dianalisis menggunakan analisis puncak untuk menentukan tegangan luluh.
- Semua pengukuran reologi dilakukan pada suhu 25°C.
Hasil dan Pembahasan
Gambar 2 menunjukkan kurva tegangan versus waktu untuk sampel body lotion. Tegangan awalnya terbentuk saat SaringRegangan menggambarkan deformasi material, yang dibebani secara mekanis oleh gaya atau tekanan eksternal. Senyawa karet menunjukkan sifat mulur, jika beban statis diterapkan.regangan meningkat dan mencapai nilai puncak pada SaringRegangan menggambarkan deformasi material, yang dibebani secara mekanis oleh gaya atau tekanan eksternal. Senyawa karet menunjukkan sifat mulur, jika beban statis diterapkan.regangan kritis, yang sama dengan tegangan luluh.
Tabel 1: Hasil analisis puncak dari kurva evolusi tegangan untuk sampel body lotion
| Deskripsi Sampel | Losion Tubuh Murni |
|---|---|
| Nama percobaan | menentukan tegangan luluh dengan pertumbuhan tegangan |
| Nama tindakan | analisis tegangan luluh Indeks titik |
| Indeks titik | 1 |
| Tegangan geser (Pa) | 75.42 |
Viskositas geser (Pas) | 7.53E+003 |
Nilai puncak ini ditentukan secara otomatis dari analisis puncak dan dilaporkan kembali dalam perangkat lunak rSpace dalam bentuk tabel seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1. Nilai tegangan luluh yang dilaporkan untuk body lotion ini adalah 75,4 Pa dan ini ditemukan terjadi pada SaringRegangan menggambarkan deformasi material, yang dibebani secara mekanis oleh gaya atau tekanan eksternal. Senyawa karet menunjukkan sifat mulur, jika beban statis diterapkan.regangan sekitar 0,5 (50%).
Seperti yang telah disebutkan dalam pendahuluan, untuk beberapa bahan, tegangan luluh yang diukur dapat bergantung pada laju geser, terutama ketika RelaksasiKetika regangan konstan diterapkan pada senyawa karet, gaya yang diperlukan untuk mempertahankan regangan tersebut tidak konstan tetapi berkurang seiring waktu; perilaku ini dikenal sebagai relaksasi tegangan. Proses yang bertanggung jawab atas relaksasi tegangan dapat bersifat fisik atau kimiawi, dan dalam kondisi normal, keduanya akan terjadi pada waktu yang sama. relaksasi struktural yang signifikan terjadi seiring berjalannya waktu. Dalam hal ini, tegangan leleh yang lebih tinggi akan teramati pada laju geser yang lebih tinggi karena waktu yang dibutuhkan struktur untuk berelaksasi lebih sedikit.
Sebagai contoh, uji pertumbuhan tegangan yang sama yang dilakukan pada body lotion yang sama dengan laju geser 0,1 s-1 dan bukan 0,01 s-1 memberikan tegangan luluh sebesar 82 Pa.
Kesimpulan
Pertumbuhan tegangan adalah pengujian yang cepat dan akurat untuk menentukan tegangan luluh suatu material. Namun, penting untuk menggunakan laju geser yang konstan untuk pengujian komparatif karena laju geser yang berbeda dapat memberikan hasil yang berbeda tergantung pada perilaku RelaksasiKetika regangan konstan diterapkan pada senyawa karet, gaya yang diperlukan untuk mempertahankan regangan tersebut tidak konstan tetapi berkurang seiring waktu; perilaku ini dikenal sebagai relaksasi tegangan. Proses yang bertanggung jawab atas relaksasi tegangan dapat bersifat fisik atau kimiawi, dan dalam kondisi normal, keduanya akan terjadi pada waktu yang sama. relaksasi material yang diuji.
Harap diperhatikan ...
bahwa pengujian dapat dilakukan dengan geometri kerucut dan pelat atau pelat paralel - dengan yang terakhir lebih disukai untuk dispersi dan emulsi dengan ukuran partikel large. Jenis material tersebut mungkin juga memerlukan penggunaan geometri bergerigi atau kasar untuk menghindari artefak yang berkaitan dengan selip pada permukaan geometri.