08.01.2024 by Dr. Shona Marsh
Utilizzo della reologia per una formulazione dei materiali più rapida e intelligente
La reologia è spesso percepita come una disciplina teorica e altamente matematica, ma in realtà ha una reale rilevanza pratica nel definire il comportamento reologico di una vasta gamma di materiali, tra cui polimeri, asfalto, cosmetici, alimenti, vernici, inchiostri, sangue e molto altro.
Lareologia è tutto ciò che ci circonda e ogni volta che applichiamo una forza a uno di questi materiali, per deformarlo o farlo fluire alla velocità desiderata, che si tratti di spremere un dentifricio, spalmare del cemento o masticare del cibo, eseguiamo costantemente dei test reologici. Il rapporto tra la forza applicata (sollecitazione) e la deformazione misurata (deformazione) o la velocità di flusso (velocità di deformazione) è ciò che regola questo comportamento ed è correlato alle proprietà reologiche del materiale, come il modulo (sollecitazione/deformazione) o la viscosità (velocità di sollecitazione/deformazione), la cui conoscenza può aiutare a prevedere il comportamento di un volume di materiale sotto una determinata forza o deformazione.
Valutiamo qualitativamente il modulo, l'elasticità o la viscosità di un materiale attraverso i nostri sensi quando tocchiamo fisicamente un materiale.
Tuttavia, le valutazioni reologiche qualitative si fanno anche con la vista: ad esempio, spesso possiamo distinguere le differenze nelle proprietà reologiche di due diversi campioni di ketchup dal modo in cui si appoggiano sul piatto. Tali valutazioni sono soggettive e, nella maggior parte dei casi, non possono essere quantificate se non attraverso il punteggio di un panel comparativo che può classificare i diversi prodotti in base a spessore, rigidità, appiccicosità e così via.
Sebbene tale feedback sia importante, soprattutto per l'industria alimentare e della cura della persona, è poco pratico nelle prime fasi di sviluppo del prodotto, dove spesso esiste un numero large di formulazioni candidate. Pertanto, le metriche oggettive che si correlano in modo affidabile con gli aspetti chiave delle prestazioni del prodotto sono estremamente preziose.
Queste metriche oggettive possono essere ottenute utilizzando la reometria, e in particolare la reometria rotazionale, dove è possibile misurare sia la viscosità che le proprietà viscoelastiche di materiali complessi in condizioni rilevanti per l'applicazione o il processo di interesse. La chiave del successo dell'uso della reologia è l'identificazione dei parametri rilevanti che sono direttamente correlati all'aspetto delle prestazioni. Garantire la pertinenza richiede un'attenta considerazione dei seguenti aspetti:
- Quale test applicare?
- Quali parametri reologici misurare?
- Quali condizioni di prova applicare?
- Come interpretare i risultati ottenuti?
- Che significato hanno i dati?
Non è sempre facile rispondere a queste domande, ed è per questo che nello sviluppo della piattaforma reometrica Kinexus Prime è stata prestata molta attenzione, con l'obiettivo di rendere le prove reologiche facilmente accessibili ai principianti, pur fornendo funzionalità avanzate e flessibilità agli utenti esperti. Ciò è stato realizzato con il software rSpace, che utilizza un approccio basato su procedure operative standard (SOP) e un'intelligenza integrata per fornire un supporto in ogni aspetto del processo di misura, attraverso il caricamento del campione, la misurazione, l'analisi e l'interpretazione dei risultati. Oltre a tutti i test reologici standard, è disponibile anche una raccolta di misure rSolution dedicate per il benchmarking delle prestazioni e delle proprietà dei materiali in relazione alla consistenza, al comportamento di spandimento, alla Sforzo di snervamentoLa tensione di snervamento è definita come la tensione al di sotto della quale non si verifica alcun flusso; letteralmente si comporta come un solido debole a riposo e come un liquido quando viene ceduto.tensione di snervamento, alle caratteristiche di erogazione del prodotto, alla stabilità della formulazione e persino ai test di adesività.
In sintesi, la reologia è uno strumento di formulazione pratico e importante, che può fornire importanti indicazioni sulla microstruttura e sulle prestazioni del prodotto. Sapere quale test applicare e come effettuare le misurazioni pertinenti è la chiave del successo e gli specialisti di reologia di NETZSCHsono in grado di aiutare.
Per saperne di più sulla nostra gamma di reometri capillari e rotazionali large:
