Introdução
Muitos produtos de consumo são embalados em tubos ou garrafas em que a aplicação do produto envolve o bombeamento do produto por um bocal. Esses produtos tendem a ser produtos de afinamento por cisalhamento, em que a viscosidade cai durante o processo de extrusão devido ao aumento da taxa de cisalhamento e, em seguida, se recupera ao sair do bocal à medida que a taxa de cisalhamento é reduzida. A taxa de cisalhamento encontrada durante esse processo está relacionada ao raio, r, do orifício e à taxa de fluxo volumétrico Q pela seguinte expressão:
O parâmetro n é o índice da lei de potência, que é um para um líquido newtoniano e entre 0 e 1 para um fluido Não newtonianoUm fluido não newtoniano é aquele que apresenta uma viscosidade que varia em função da taxa de cisalhamento ou da tensão de cisalhamento aplicada.não newtoniano. Esse valor pode ser prontamente obtido em um teste de taxa de cisalhamento variável, ajustando um Modelo de lei de potênciaO modelo de lei de potência é um modelo reológico comum para quantificar (normalmente) a natureza de diluição por cisalhamento de uma amostra, sendo que o valor mais próximo de zero indica um material com maior diluição por cisalhamento.modelo de lei de potência aos dados resultantes.
Ao medir a taxa de fluxo volumétrico (volume dispensado em um determinado tempo) e o raio interno do orifício, é possível estimar a taxa de cisalhamento encontrada durante o processo de extrusão. Esse valor pode então ser usado em um teste de loop de taxa de cisalhamento, que aumenta a taxa de cisalhamento de um valor baixo (antes da extrusão) para a taxa de cisalhamento de interesse e novamente para baixo. Esse teste permite determinar a quantidade de 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 necessária para extrudar, pulverizar ou despejar o produto e a extensão da recuperação da viscosidade após esse processo, o que determinará a espessura do produto em uso. Isso pode ser quantificado medindo-se a área delimitada entre as curvas ascendente e descendente.
Experimental
- As propriedades de extrusão do creme dental e de uma loção corporal foram avaliadas e comparadas sob condições relevantes para o processo.
- As medições do reômetro rotacional foram feitas usando um reômetro rotacional Kinexus com um cartucho de placa Peltier e um sistema de medição de placa paralela rugosa1, e usando 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.
- Todas as medições reológicas foram realizadas a 25°C.
- As taxas de cisalhamento de extrusão relevantes foram calculadas automaticamente como parte da sequência de teste usando valores inseridos de volume extrudado, tempo de extrusão e raio de abertura. O teste foi programado para usar esse valor calculado como a taxa de cisalhamento máxima em uma rampa de taxa de cisalhamento "ascendente e descendente".
- 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 medida na taxa de cisalhamento calculada e a área entre as curvas "ascendente e descendente" foram relatadas. A primeira transmite o requisito de 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 para a extrusão e a segunda, a extensão da recuperação da viscosidade (TixotropiaPara a maioria dos líquidos, o afinamento por cisalhamento é reversível e, em algum momento, os líquidos recuperarão sua viscosidade original quando uma força de cisalhamento for removida.tixotropia) após a extrusão.
Resultados e discussão
O calculador automático determinou que a taxa de cisalhamento era de aproximadamente 2.000 s-1 para a loção para o corpo e, portanto, executou automaticamente uma rampa de taxa de cisalhamento entre 0,1 s-1 e 2.000 s-1 e vice-versa. Os resultados apresentados na Figura 1 mostram que a viscosidade na taxa de cisalhamento representativa é de 0,143 Pas e exigiria uma 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 de cisalhamento aplicada (associada à compressão) de 274 Pa para extrudar o produto. Além disso, a análise de área produz um valor de apenas 18, sugerindo que o produto recuperaria sua viscosidade rapidamente após a extrusão e, portanto, não é tixotrópico.
Para o creme dental mostrado na Figura 2, a taxa de cisalhamento da extrusão foi calculada em aproximadamente 33 s-1. A viscosidade na taxa de cisalhamento representativa é de 19,73 Pas e exigiria uma 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 de cisalhamento aplicada de 643 Pa para extrudar o produto. Esse material parece ser tixotrópico, pois a área entre as curvas superior e inferior tem um valor muito maior, de 775. O ligeiro pico de viscosidade observado no início do teste para ambas as amostras é o resultado da deformação elástica na partida e seria esperado para esses dois produtos, pois ambos têm tensões de escoamento [1].
Conclusões
Um valor de taxa de cisalhamento relacionado à extrusão de um creme para a pele de um frasco e de um creme dental de um tubo foi calculado e inserido automaticamente em um teste de rampa de taxa de cisalhamento "para cima e para baixo". Os resultados mostraram que seria necessária uma 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 de cisalhamento de 274 Pa para dispensar o creme para a pele na taxa desejada e de 643 Pa para a pasta de dente. A determinação da área entre as curvas de subida e descida mostrou que a loção para o corpo não era tixotrópica, enquanto a pasta de dente apresentava comportamento tixotrópico.
Observe...
recomenda-se que os testes sejam realizados com geometria de cone e placa ou 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.