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 (atau terbalik) menjadi emulsi minyak dalam air tergantung pada fraksi volume kedua fase dan pengemulsi. Pengemulsi adalah bahan yang menstabilkan emulsi dengan cara menyerap pada antarmuka air minyak. Surfaktan adalah bentuk pengemulsi yang paling umum.
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, visko-elastisitas, dan tegangan luluh. Emulsi dengan konsentrasi rendah hingga medium-konsentrasi tidak cenderung menunjukkan tegangan luluh.
Dengan meningkatkan fraksi volume tetesan, titik inversi fase tercapai. Namun, jika tetesan emulsi distabilkan oleh surfaktan atau partikel, tetesan dapat tetap stabil bahkan saat fraksi volume mendekati 1. Emulsi padat atau pekat cenderung menunjukkan sifat reologi yang menarik seperti tegangan luluh dan viskoelastisitas tinggi karena fraksi volume fase terdispersi melebihi konfigurasi bola yang dikemas rapat (Φ = 0,74 untuk sistem yang dapat berubah bentuk monodisperse). Menurut Princen dan Kriss [1], tegangan luluh (σy) yang dihasilkan dalam emulsi padat seperti itu bergantung pada fraksi volume tetesan dan diberikan oleh:
Di mana Y(Φ) adalah fungsi empiris yang diberikan oleh;
Di sini, Φ adalah fraksi volume tetesan, Γ adalah tegangan antar muka dan a32 adalah radius tetesan volume ke permukaan.
Untuk memanfaatkan teori ini secara praktis, perlu untuk mengukur tegangan luluh emulsi pada sejumlah fraksi volume (konsentrasi) yang ditentukan pengguna. Jika pengguna memiliki pengetahuan tentang tegangan antar muka dan jari-jari tetesan, data tersebut kemudian dapat dianalisis untuk melihat penerapan model Princen dan Kriss untuk sampel emulsi tertentu.
Tetesan yang memiliki jari-jari sekitar 1 mikron atau lebih kecil sangat dipengaruhi oleh gerakan Brown dan menunjukkan perilaku seperti cairan pada frekuensi rendah dan tidak dapat dijelaskan dengan menggunakan analisis di atas.
Eksperimental
- Uji eksperimental ini ada sebagai urutan yang telah dikonfigurasikan sebelumnya dalam perangkat lunak rSpace yang dirancang untuk dijalankan pada rheometer rotasi Kinexus1.
- Urutan ini menentukan tegangan luluh dengan menggunakan tanjakan tegangan pada berbagai fraksi volume yang ditentukan pengguna dan menampilkan plot tegangan luluh terhadap konsentrasi yang dapat diekspor untuk analisis lebih lanjut.
- Pengujian ini hanya berlaku untuk sampel dengan fraksi volume tinggi, meskipun analisis akan melaporkan tegangan luluh untuk semua sampel yang diuji, oleh karena itu diperlukan disgresi pengguna.
1Harapdiperhatikan 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.