Introdução
Muitos fluidos complexos, como polímeros formadores de rede, mesofases de surfactantes e emulsões concentradas, não fluem até que a EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão aplicada exceda um determinado valor crítico, conhecido como Tensão de escoamentoA tensão de escoamento é definida como a tensão abaixo da qual não ocorre fluxo; comporta-se literalmente como um sólido fraco em repouso e como um líquido quando escoado.tensão de escoamento. Diz-se que os materiais que apresentam esse comportamento estão exibindo um comportamento de fluxo de escoamento. Portanto, a Tensão de escoamentoA tensão de escoamento é definida como a tensão abaixo da qual não ocorre fluxo; comporta-se literalmente como um sólido fraco em repouso e como um líquido quando escoado.tensão de escoamento é definida como a EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão que deve ser aplicada à amostra antes que ela comece a fluir. Abaixo da Tensão de escoamentoA tensão de escoamento é definida como a tensão abaixo da qual não ocorre fluxo; comporta-se literalmente como um sólido fraco em repouso e como um líquido quando escoado.tensão de escoamento, a amostra se deformará elasticamente (como esticar uma mola); acima da Tensão de escoamentoA tensão de escoamento é definida como a tensão abaixo da qual não ocorre fluxo; comporta-se literalmente como um sólido fraco em repouso e como um líquido quando escoado.tensão de escoamento, a amostra fluirá como um líquido.
A maioria dos fluidos com Tensão de escoamentoA tensão de escoamento é definida como a tensão abaixo da qual não ocorre fluxo; comporta-se literalmente como um sólido fraco em repouso e como um líquido quando escoado.tensão de escoamento pode ser considerada como um esqueleto estrutural que se estende por todo o volume do sistema. A força do esqueleto é governada pela estrutura da fase dispersa e suas interações. Normalmente, a fase contínua tem baixa viscosidade; no entanto, frações de alto volume de uma fase dispersa podem aumentar a viscosidade em mil vezes e induzir um comportamento sólido em repouso.
Quando um fluido complexo que apresenta comportamento de rendimento é cisalhado a baixas taxas de cisalhamento, na faixa entre 0,01 e 0,1 s-1 e abaixo de sua EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão crítica, o sistema é submetido a endurecimento por trabalho. Isso é característico do comportamento sólido e resulta de elementos elásticos sendo esticados no campo de cisalhamento. Quando esses elementos elásticos se aproximam de sua EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão crítica, a estrutura começa a se romper, causando afinamento por cisalhamento (amolecimento da EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão) e consequente fluxo. A tensão na qual ocorre essa ruptura catastrófica do esqueleto estrutural é a Tensão de escoamentoA tensão de escoamento é definida como a tensão abaixo da qual não ocorre fluxo; comporta-se literalmente como um sólido fraco em repouso e como um líquido quando escoado.tensão de escoamento.
Há vários testes experimentais para determinar a Tensão de escoamentoA tensão de escoamento é definida como a tensão abaixo da qual não ocorre fluxo; comporta-se literalmente como um sólido fraco em repouso e como um líquido quando escoado.tensão de escoamento. Um dos métodos mais rápidos e fáceis é realizar uma varredura de tensão de cisalhamento e determinar a tensão na qual um pico de viscosidade é observado. Antes desse pico de viscosidade, o material está sofrendo deformação elástica. Portanto, esse pico representa o ponto em que a estrutura elástica se rompe (cede) e o material começa a fluir. Isso é mostrado na Figura 1.
Esta nota de aplicação mostra a metodologia e os dados de um teste de rampa de EstresseA tensão é definida como um nível de força aplicado a uma amostra com uma seção transversal bem definida. (Tensão = força/área). As amostras com seção transversal circular ou retangular podem ser comprimidas ou esticadas. Materiais elásticos, como a borracha, podem ser esticados até 5 a 10 vezes seu comprimento original.estresse para dois produtos de gel de banho (bodywash) com formulações diferentes.
A Tensão de escoamentoA tensão de escoamento é definida como a tensão abaixo da qual não ocorre fluxo; comporta-se literalmente como um sólido fraco em repouso e como um líquido quando escoado.tensão de escoamento é definida como a tensão que deve ser aplicada à amostra antes que ela comece a fluir.
Experimental
- Dois produtos comerciais de gel de banho foram avaliados; um contendo somente surfactante e o outro contendo surfactante e um espessante associativo.
- As medições do reômetro rotacional foram feitas com um reômetro Kinexus com um cartucho de placa Peltier e um sistema de medição de cone e placa1, utilizando sequências padrão pré-configuradas no software rSpace.
- Uma sequência de carregamento padrão foi usada para garantir que a amostra fosse submetida a um protocolo de carregamento consistente e controlável.
- Foi realizada uma rampa de tensão de cisalhamento, e os dados foram analisados usando uma análise de pico para determinar a tensão de rendimento.
- Todas as medições reológicas foram realizadas a 25°C.
Resultados e discussão
A Figura 2 mostra as curvas de viscosidade em relação à tensão para as duas amostras de gel de banho no teste de rampa de tensão. Os dados do Bodywash 2 mostram um pico claro de viscosidade no teste de rampa de tensão, enquanto os dados do Bodywash 1 são relativamente planos. Isso implica que o Bodywash 2 está exibindo um endurecimento por deformação associado a uma Tensão de escoamentoA tensão de escoamento é definida como a tensão abaixo da qual não ocorre fluxo; comporta-se literalmente como um sólido fraco em repouso e como um líquido quando escoado.tensão de escoamento, enquanto o Bodywash 1 está se comportando como um líquido com viscosidade de cisalhamento zero. A tensão de escoamento medida para o Bodywash 2 foi de 4 Pa. Em alguns casos, os líquidos viscoelásticos podem apresentar um leve pico de viscosidade, embora não possuam uma tensão de escoamento verdadeira.
Nesse caso, pode ser necessário o critério do usuário ou, alternativamente, a confirmação usando um teste alternativo, como um teste de fluência ou uma tabela de teste de taxa de cisalhamento para confirmar a ausência de uma viscosidade de cisalhamento zero2.
Conclusão
Dois produtos de gel de banho foram comparados por meio de um teste de rampa de tensão de escoamento em um reômetro rotacional. O Bodywash 2, que contém um espessante associativo, demonstrou ter uma tensão de escoamento de 4 Pa. O Bodywash 1 não apresentou pico de viscosidade no teste de rampa de tensão e, portanto, foi considerado sem tensão de escoamento.
1Observe que os testes podem ser realizados com geometria de cone e placa ou de placa paralela, sendo a última a preferida para dispersões e emulsões com large tamanhos de partículas. Esses tipos de materiais também podem exigir o uso de geometrias serrilhadas ou rugosas para evitar artefatos relacionados ao deslizamento na superfície da geometria.