評估產(chǎn)品的長時間穩(wěn)定性例如個人護理與居家產(chǎn)品,食品,飲料,油漆,油墨,涂料等 - 可能是既乏味又耗時的過程,必須將產(chǎn)品的整個使用壽命中可能遇到的各種環(huán)境條件納入考慮。當在卡車中運輸時,或者存儲于倉庫中時,這類產(chǎn)品經(jīng)??赡鼙┞对趶牧阆碌礁哌_50℃的溫度范圍內(nèi)。在這些條件下,產(chǎn)品可能變質(zhì),產(chǎn)生外觀上的改變,或者失效。 為了測定這類產(chǎn)品的溫度穩(wěn)定性,需要在一系列的溫度循環(huán)下監(jiān)控產(chǎn)品的流變行為。
通過監(jiān)控復數(shù)模量對溫度的函數(shù)關系,可以對此進行很好的評估。對于熱穩(wěn)定的材料,應該顯示相似的循環(huán)行為,因為微觀結(jié)構(gòu)不會改變。對于熱不穩(wěn)定的樣品,溫度循環(huán)將導致在每一循環(huán)下,材料的復數(shù)模量隨溫度的函數(shù)關系發(fā)生變化。本應用實例顯示了對于兩種護膚霜產(chǎn)品配方,測定熱穩(wěn)定性的方法與得到的數(shù)據(jù)。 在10…50℃的溫度范圍內(nèi)測定了兩種護膚霜產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性。
使用上海保圣RH-30流變儀進行流變測量,并使用在軟件中的標準預配置的測量程序。使用標準的裝樣程序,以確保樣品遵循一致且可控的裝樣方法。執(zhí)行了應變控制的振幅掃描,以測量線性粘彈性區(qū)域的寬度,并確定合適的將在后續(xù)溫度掃描測試中使用的應力值。執(zhí)行了單頻應變控制的溫度掃描,溫度范圍設置為產(chǎn)品在運輸與儲存過程中可能遇到的極限溫度范圍 -- 本例中為10到50℃。在設置的溫度上下限之間進行掃描,并定義了循環(huán)數(shù)。產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性通過比較對溫度的圖譜得到量化,并應用曲線統(tǒng)計以分析不同曲線的數(shù)據(jù)差異,評價曲線對設定限值的偏離程度。例如,取決于產(chǎn)品的需求,在整個數(shù)據(jù)系列中,若所有數(shù)據(jù)點的數(shù)值偏差 < 5%,可以視為熱穩(wěn)定;而 > 5 % 的偏差可視為熱不穩(wěn)定。 以下顯示了兩個重復熱循環(huán)下復數(shù)模量對溫度的圖譜。
對于樣品A,兩個溫度循環(huán)的曲線顯示出良好的重疊性,這由軟件的統(tǒng)計分析輸出中可以得到確認,其中第二循環(huán)的重復數(shù)據(jù)均在±5%公差范圍內(nèi)。按照該設定的閾值,樣品A是一種熱穩(wěn)定的材料。但對于樣品B,很明顯地存在循環(huán)數(shù)據(jù)上的差異。對于兩個溫度循環(huán),特別是第二循環(huán)的下行部分,復數(shù)模量有一個明顯的上升。應用相同的曲線統(tǒng)計方法,樣品B的重復的數(shù)據(jù)超出±5%的閾值限值。這表明樣品B是一種熱不穩(wěn)定的材料。對兩個護膚霜樣品的測試結(jié)果表明,可以通過在單一頻率下進行溫度循環(huán)測試,確定產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性。在兩個測試樣品中,樣品A呈現(xiàn)熱穩(wěn)定,不會在運輸與儲存過程中降解。而樣品B熱不穩(wěn)定,更傾向于在運輸與儲存過程中,在JI 端的溫度條件下發(fā)生降解。