Giriş
Ağ oluşturan polimerler, yüzey aktif madde mezofazları ve konsantre emülsiyonlar gibi birçok karmaşık akışkan, uygulanan gerilim akma gerilimi olarak bilinen belirli bir kritik değeri aşana kadar akmaz. Bu davranışı sergileyen malzemelerin akma davranışı sergilediği söylenir. Bu nedenle akma gerilimi, akmaya başlamadan önce numuneye uygulanması gereken gerilim olarak tanımlanır. Akma geriliminin altında numune elastik olarak deforme olur (bir yayı germek gibi), akma geriliminin üzerinde ise numune bir sıvı gibi akar.
Akma gerilimine sahip çoğu akışkan, sistemin tüm hacmi boyunca uzanan yapısal bir iskelet olarak düşünülebilir. İskeletin gücü, dağılmış fazın yapısı ve etkileşimleri tarafından yönetilir. Normalde, sürekli fazın viskozitesi düşüktür, ancak dağılmış fazın yüksek hacim fraksiyonları viskoziteyi bin kat artırabilir ve hareketsizken katı benzeri davranışa neden olabilir. Akma davranışı sergileyen karmaşık bir akışkan düşük kesme hızlarında, 0,01 -0,1 s-1 aralığında ve kritik geriniminin altında kesildiğinde, sistem iş sertleşmesine maruz kalır. Bu, katı benzeri davranışın karakteristiğidir ve elastik elemanların kayma alanında gerilmesinden kaynaklanır. Bu tür elastik elemanlar kritik gerinimlerine yaklaştığında, yapı parçalanmaya başlar ve kayma incelmesine (gerinim yumuşaması) ve bunun sonucunda akışa neden olur. Yapısal iskeletin bu yıkıcı parçalanmasının meydana geldiği gerilme akma gerilmesidir.
Akma gerilmesini belirlemek için bir dizi deneysel test vardır. Akma gerilimini belirlemenin kolay ve hızlı bir yolu olduğu için genellikle bir kayma gerilimi rampası kullanılır, ancak daha doğru bir yöntem, bir dizi SürünmeSünme, sabit bir kuvvet altında zamana ve sıcaklığa bağlı plastik deformasyonu tanımlar. Bir kauçuk bileşiğine sabit bir kuvvet uygulandığında, kuvvetin uygulanması nedeniyle elde edilen ilk deformasyon sabit değildir. Deformasyon zamanla artacaktır.sürünme testi yapmak ve uyumluluğa karşı zaman eğrisinin eğimindeki değişiklikleri aramaktır [1].
Test edilen malzemenin yapısına bağlı olarak, SürünmeSünme, sabit bir kuvvet altında zamana ve sıcaklığa bağlı plastik deformasyonu tanımlar. Bir kauçuk bileşiğine sabit bir kuvvet uygulandığında, kuvvetin uygulanması nedeniyle elde edilen ilk deformasyon sabit değildir. Deformasyon zamanla artacaktır.sürünme tepkisi Şekil 1'de gösterildiği gibi oldukça farklı olabilir.
Gerçek gerinim değişikliği uygulanan gerilmeye bağlı olacağından, gerinim yerine uyumluluktan bahsetmek olağandır. SürünmeSünme, sabit bir kuvvet altında zamana ve sıcaklığa bağlı plastik deformasyonu tanımlar. Bir kauçuk bileşiğine sabit bir kuvvet uygulandığında, kuvvetin uygulanması nedeniyle elde edilen ilk deformasyon sabit değildir. Deformasyon zamanla artacaktır.Sürünme kayma uyumu (J), önceden ayarlanmış kayma gerilmesinden (σ) ve ortaya çıkan deformasyondan (γ) belirlenebilir:
Bu kavram kullanılarak, farklı gerilmeler kullanılarak oluşturulan sünme eğrileri doğrudan karşılaştırılabilir. Tüm J(t) eğrileri, gerilimDoğrusal Viskoelastik Bölge (LVER)LVER'de, uygulanan gerilimler yapının yapısal bozulmasına (akma) neden olmak için yetersizdir ve bu nedenle önemli mikro-yapısal özellikler ölçülmektedir. doğrusal viskoelastik bölge içinde olduğu sürece uygulanan gerilimden bağımsız olarak birbiriyle örtüşür. Bu kriter artık karşılanmadığında, malzemenin aktığı kabul edilir. Bu durum, test edilen numune için akma geriliminin 3 ila 4 Pa arasında olduğu sonucuna varılabilen Şekil 2'de gösterilmektedir, çünkü 4 Pa'da eğri artık aynı profili takip etmemektedir. Bu Uygulama Notu, nemlendirici bir losyon için çoklu sünme testinden elde edilen metodoloji ve verileri göstermektedir.
Deneysel
- Değerlendirilen numune olarak ticari bir nemlendirici losyon kullanılmıştır.
- Rotasyonel reometre ölçümleri, Peltier plaka kartuşu ve koni ve plaka ölçüm sistemine2 sahip bir Kinexus reometresi kullanılarak ve rSpace yazılımında önceden yapılandırılmış standart diziler kullanılarak yapılmıştır.
- Numunenin tutarlı ve kontrol edilebilir bir yükleme protokolüne tabi tutulmasını sağlamak için standart bir yükleme dizisi kullanılmıştır.
- Bir dizi SürünmeSünme, sabit bir kuvvet altında zamana ve sıcaklığa bağlı plastik deformasyonu tanımlar. Bir kauçuk bileşiğine sabit bir kuvvet uygulandığında, kuvvetin uygulanması nedeniyle elde edilen ilk deformasyon sabit değildir. Deformasyon zamanla artacaktır.sürünme testi, 30 Pa ile 66 Pa arasında yedi farklı uygulanan gerilimde gerçekleştirilmiştir.
- Her SürünmeSünme, sabit bir kuvvet altında zamana ve sıcaklığa bağlı plastik deformasyonu tanımlar. Bir kauçuk bileşiğine sabit bir kuvvet uygulandığında, kuvvetin uygulanması nedeniyle elde edilen ilk deformasyon sabit değildir. Deformasyon zamanla artacaktır.sürünme testi belirli bir süre (120 sn) sonra durdurulmuş ve ardından sürünme testleri arasında eşit süreli bir toparlanma testi gerçekleştirilmiştir.
- Tüm reolojik ölçümler, özellikle belirtilmediği sürece 25°C'de gerçekleştirilmiştir.
Sonuçlar ve Tartışma
Şekil 3, yedi gerilimin tamamında sürünme uyumluluğunu (J) zamanla karşılaştırmaktadır. 42 Pa'nın altında, uyum eğrileri üst üste bindirilmiştir ve zamanla uyumda bir artış görünmemektedir, bu da bu gerilimin altında herhangi bir akışın meydana gelmediğini, yani malzemenin viskoelastik bir katı olarak davrandığını göstermektedir.
48 Pa'da, zamana bağlı davranışı ve dolayısıyla viskoz akışı gösteren gradyanda belirgin bir değişiklik vardır. Bu durum, 120 saniyelik sürünme testinin ardından her bir gerilimde nihai uyumluluğu gösteren Şekil 4'te belki de daha açık bir şekilde gösterilmektedir. Bu grafikten emülsiyon ürününün 42 ila 48 Pa arasında bir akma gerilimine sahip olduğu sonucu çıkarılabilir.
Akma geriliminin daha kesin bir tahminini elde etmek için, testi bu iki değer arasındaki gerilimde small artışlarla tekrarlamak ve benzer bir şekilde değerlendirmek gerekecektir.
Sonuç
Test edilen nemlendirici losyon için, uyumunDoğrusal Viskoelastik Bölge (LVER)LVER'de, uygulanan gerilimler yapının yapısal bozulmasına (akma) neden olmak için yetersizdir ve bu nedenle önemli mikro-yapısal özellikler ölçülmektedir. doğrusal viskoelastik bölge içinde olduğu maksimum gerilim 42 Pa iken, 48 Pa'da akma gerilimi aşılmıştır. Bu nedenle akma gerilimi 42 Pa ile 48 Pa arasında bir değere sahiptir. Bu malzeme için daha kesin bir akma gerilimi değeri için, bu dar gerilme bandı içinde daha fazla test yinelemesi gereklidir. Akma gerilimini elde etmek için çoklu sürünme testi doğru bir yöntemdir, ancak birden fazla yineleme ve doğru kullanıcı yorumu gerektirebilir.
Lütfen unutmayın ...
paralel plaka geometrisi de kullanılabilir - bu geometri large partikül boyutlarına sahip dispersiyonlar ve emülsiyonlar için tercih edilir. Bu tür malzeme türleri, geometri yüzeyinde kaymaya bağlı artefaktları önlemek için tırtıklı veya pürüzlü geometrilerin kullanılmasını da gerektirebilir.