08.01.2024 by Dr. Shona Marsh
Reologie gebruiken voor snellere, slimmere materiaalformulering
Reologie wordt vaak gezien als een theoretische, zeer wiskundige discipline, maar in feite heeft het echt praktisch belang bij het definiëren van het reologische gedrag van een breed scala aan materialen, waaronder polymeren, asfalt, cosmetica, voedingsmiddelen, verf, inkt, bloed en nog veel meer.
Reologie is overal om ons heen en we voeren voortdurend reologische tests uit telkens wanneer we een kracht uitoefenen op een van deze materialen om het te vervormen of te laten vloeien met de gewenste snelheid, of het nu gaat om het uitknijpen van tandpasta, het uitspreiden van cement of het kauwen van voedsel. De verhouding tussen de toegepaste kracht (spanning) en de gemeten vervorming (rek) of stroomsnelheid (reksnelheid) bepaalt dit gedrag en is gerelateerd aan de reologische materiaaleigenschappen zoals modulus (spanning/rek) of viscositeit (spanning/rek), waarvan de kennis kan helpen voorspellen hoe een volume materiaal zich zal gedragen onder een bepaalde kracht of vervorming.
We beoordelen de modulus, elasticiteit of viscositeit van een materiaal kwalitatief via onze zintuigen wanneer we een materiaal fysiek aanraken.
We maken echter ook kwalitatieve reologische beoordelingen door te kijken, we kunnen bijvoorbeeld vaak de verschillen in de reologische eigenschappen van twee verschillende Ketchupmonsters zien aan de manier waarop ze op het bord liggen. Dergelijke beoordelingen zijn subjectief en kunnen in de meeste gevallen niet worden gekwantificeerd, behalve door een vergelijkende panelbeoordeling die verschillende producten kan beoordelen op dikte, draderigheid, KleverigheidKleverigheid beschrijft de interactie tussen 2 lagen identieke (autohesie) of verschillende (cohesie) materialen in termen van kleverigheid van het oppervlak.kleverigheid enzovoort.
Hoewel dergelijke feedback belangrijk is, vooral voor de voedingsmiddelen- en persoonlijke verzorgingsindustrie, is het enigszins onpraktisch in de vroege stadia van productontwikkeling waar er vaak een large aantal formuleringskandidaten zijn. Daarom zijn objectieve meetgegevens die betrouwbaar correleren met belangrijke aspecten van productprestaties zeer waardevol.
Dergelijke objectieve meetgegevens kunnen worden verkregen met behulp van reometrie en in het bijzonder rotatieremetrie, waarbij het mogelijk is om zowel de viscositeit als de visco-elastische eigenschappen van complexe materialen te meten onder omstandigheden die relevant zijn voor de toepassing of het proces van belang. De sleutel tot succesvol gebruik van reologie is het identificeren van de relevante parameters die direct correleren met het aspect van prestatie. Om relevantie te garanderen, moeten de volgende zaken zorgvuldig worden overwogen:
- Welke test moet ik toepassen?
- Welke reologische parameters moet ik meten?
- Welke testomstandigheden moet ik toepassen?
- Hoe interpreteer ik de verkregen resultaten?
- Wat betekenen de gegevens?
Dergelijke vragen zijn niet altijd eenvoudig te beantwoorden. Daarom is er veel aandacht besteed aan de ontwikkeling van het Kinexus Prime reometerplatform, waarbij het doel was om reologisch testen gemakkelijk toegankelijk te maken voor de beginner en toch de geavanceerde functionaliteit en flexibiliteit te bieden aan de deskundige gebruiker. Dit werd gerealiseerd met de rSpace software die gebruik maakt van een Standard Operating Procedure (SOP) benadering en ingebouwde intelligentie om ondersteuning te bieden bij elk aspect van het meetproces: het laden van het monster, de meting, de analyse en de interpretatie van de resultaten. Naast alle standaard reologische tests is er ook een verzameling speciale rSolution-metingen voor het benchmarken van prestaties en materiaaleigenschappen met betrekking tot textuur, spreidgedrag, OpbrengstspanningDe vloeispanning wordt gedefinieerd als de spanning waaronder geen vloei optreedt; letterlijk gedraagt het zich als een zwakke vaste stof in rust en als een vloeistof wanneer het vloeit.vloeispanning, productafgiftekenmerken, formuleringsstabiliteit en zelfs kleefkrachttests.
Samengevat is reologie zowel een praktisch als belangrijk formuleringshulpmiddel dat belangrijk inzicht kan geven in productmicrostructuur en -prestaties. Weten welke test je moet toepassen en hoe je relevante metingen moet doen is de sleutel tot succes en iets waar NETZSCH's reologiespecialisten bij kunnen helpen.
Meer informatie over ons large productassortiment van capillaire en rotationele reometers:
Ga voor meer informatie naar onze productpagina's:
