08.01.2024 by Dr. Shona Marsh
Uso da reologia para uma formulação de materiais mais rápida e inteligente
A reologia é frequentemente vista como uma disciplina teórica e altamente matemática, mas, na verdade, ela tem uma relevância prática real na definição do comportamento reológico de uma ampla variedade de materiais, incluindo polímeros, asfalto, cosméticos, alimentos, tintas, sangue e muito mais.
A reologia está ao nosso redor e estamos constantemente realizando testes reológicos toda vez que aplicamos uma força a um desses materiais, a fim de deformá-lo ou fazê-lo fluir na taxa desejada, seja para espremer pasta de dente, espalhar cimento ou mastigar alimentos. A relação entre a força aplicada (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 a deformação medida (deformação) ou a taxa de fluxo (taxa de deformação) é o que rege esse comportamento e está relacionada às propriedades reológicas do material, como módulo (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/deformação) ou viscosidade (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/taxa de deformação), cujo conhecimento pode ajudar a prever como um volume de material se comportará sob uma determinada força ou deformação.
Avaliamos qualitativamente o módulo, a elasticidade ou a viscosidade de um material por meio de nossos sentidos quando tocamos fisicamente um material.
No entanto, também fazemos avaliações reológicas qualitativas por meio da visão, por exemplo, muitas vezes podemos perceber as diferenças nas propriedades reológicas de duas amostras diferentes de ketchup pela forma como elas se assentam no prato. Essas avaliações são subjetivas e, na maioria dos casos, não podem ser quantificadas, exceto por uma pontuação comparativa do painel, que pode classificar diferentes produtos de acordo com a espessura, a consistência, a TackinessA aderência descreve a interação entre duas camadas de materiais idênticos (autoadesão) ou diferentes (coesão) em termos de aderência da superfície.pegajosidade e assim por diante.
Embora esse feedback seja importante, especialmente para os setores de alimentos e de cuidados pessoais, ele é um tanto impraticável nos estágios iniciais do desenvolvimento de produtos, nos quais geralmente há um número large de formulações candidatas. Portanto, as métricas objetivas que se correlacionam de forma confiável com os principais aspectos do desempenho do produto são extremamente valiosas.
Essas métricas objetivas podem ser obtidas por meio da reometria e, em particular, da reometria rotacional, em que é possível medir a viscosidade e as propriedades viscoelásticas de materiais complexos em condições relevantes para a aplicação ou o processo de interesse. A chave para o uso bem-sucedido da reologia é identificar os parâmetros relevantes que se correlacionam diretamente com o aspecto do desempenho. Para garantir a relevância, é necessário considerar cuidadosamente as seguintes questões:
- Qual teste devo aplicar?
- Quais parâmetros reológicos devo medir?
- Quais condições de teste devem ser aplicadas?
- Como interpretar os resultados gerados?
- Qual é o significado dos dados?
Essas perguntas nem sempre são fáceis de responder, e é por isso que uma consideração significativa foi dada ao desenvolver a plataforma do reômetro Kinexus Prime, cujo objetivo era tornar os testes reológicos prontamente acessíveis aos novatos e, ao mesmo tempo, oferecer funcionalidade avançada e flexibilidade ao usuário experiente. Isso foi realizado com o software rSpace, que usa uma abordagem de Procedimento Operacional Padrão (POP) e inteligência integrada para oferecer suporte em todos os aspectos do processo de medição: carregamento de amostras, medição, análise e interpretação de resultados. Além de todos os testes reológicos padrão, há também uma coleção de medições dedicadas do rSolution para avaliar o desempenho e as propriedades do material em relação à textura, ao comportamento de espalhamento, à 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, às características de entrega do produto, à estabilidade da formulação e até mesmo ao teste de aderência.
Em resumo, a reologia é uma ferramenta de formulação prática e importante que pode fornecer informações importantes sobre a microestrutura e o desempenho do produto. Saber qual teste aplicar e como fazer medições relevantes é a chave para o sucesso e é algo que os especialistas em reologia do NETZSCHpodem ajudar.
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