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使用流變儀評(píng)估沐浴露的分散穩(wěn)定性

發(fā)布時(shí)間:2023-12-15
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乳液或懸浮液的長時(shí)間穩(wěn)定性是由零剪切粘度、還是由屈服應(yīng)力控制,取決于其微觀結(jié)構(gòu)。長時(shí)間尺度下的微觀結(jié)構(gòu)狀態(tài)很重要,因?yàn)樽罱K任何的分散相在長的儲(chǔ)存時(shí)間下都會(huì)面對(duì)這一問題。判定這一問題,以及材料的低剪切(零剪切)粘度高低的一種方式是蠕變測(cè)試。測(cè)試方法為在一個(gè)長的時(shí)間尺度下應(yīng)用恒定的應(yīng)力,監(jiān)測(cè)由此產(chǎn)生的應(yīng)變或柔量(應(yīng)變/應(yīng)力)隨時(shí)間的變化。純粹粘性的材料將顯示柔量隨時(shí)間的線性增加,即出現(xiàn)代表流動(dòng)性的穩(wěn)態(tài)粘性響應(yīng)。與此相對(duì),固體的柔量瞬間達(dá)到最大值并保持恒定,這是彈性響應(yīng)的表現(xiàn)。 對(duì)于粘彈性材料,其響應(yīng)是粘性與彈性效應(yīng)的結(jié)合。其在長時(shí)間下的響應(yīng)過程將體現(xiàn)它是擁有屈服應(yīng)力(彈性),或穩(wěn)態(tài)粘滯響應(yīng)(粘性)。如果材料表現(xiàn)為穩(wěn)態(tài)粘性響應(yīng),零剪切粘度則僅由柔量對(duì)時(shí)間譜圖的斜率的倒數(shù)來決定。 實(shí)驗(yàn) -分析了兩種商品化的沐浴露產(chǎn)品。一種只包含表面活性劑,另一種包含表面活性劑與締合增稠劑。 


上海保圣RH-30流變儀采用標(biāo)準(zhǔn)流程加載樣品,確保對(duì)所有樣品進(jìn)行一致、可控的加載。 除非特別說明,所有的流變測(cè)量均在25℃下進(jìn)行。 執(zhí)行了應(yīng)力控制的振幅掃描,以測(cè)量線性粘彈性區(qū)域的長度,并確定合適的、應(yīng)用于后續(xù)蠕變測(cè)試的應(yīng)力值。 在LVER范圍內(nèi),使用預(yù)定義的應(yīng)力值,執(zhí)行了蠕變測(cè)試 -- 其最終條件設(shè)為達(dá)到一定閾值范圍內(nèi)的穩(wěn)定狀態(tài)。 使用“從蠕變數(shù)據(jù)獲取零剪切粘度”功能進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。 使用測(cè)試得到的粘度,結(jié)合用戶輸入的變量,以進(jìn)行粒子表征。 以對(duì)數(shù)坐標(biāo)的形式顯示了兩種沐浴露產(chǎn)品的蠕變響應(yīng)。很明顯,兩種產(chǎn)品表現(xiàn)出相似的起始階段彈性響應(yīng),然而,其后的延遲彈性響應(yīng)存在差異,這可以從達(dá)到穩(wěn)態(tài)所需的時(shí)間尺度觀察到。這一測(cè)試設(shè)定的穩(wěn)態(tài)偏差范圍為60s內(nèi)±1%。很明顯,樣品A幾乎立刻顯示了穩(wěn)態(tài)行為,樣品B則存在一些殘余彈性。 


以線性坐標(biāo)顯示了同一測(cè)試結(jié)果。這使得區(qū)分柔量對(duì)時(shí)間譜圖的斜率差異性更為容易。由于η0由曲線穩(wěn)態(tài)部分的斜率倒數(shù)所給出,那么很明顯,樣品B的零剪切模量將比樣品A更大。這些數(shù)值在軟件中自動(dòng)計(jì)算,對(duì)于樣品A與B,其值分別為6 Pas與12 Pas。根據(jù)方程1,這意味著對(duì)于具有相同粒子與體積比的懸浮液,樣品B的沉降速率僅為樣品A的一半。這些粘度數(shù)據(jù)是否足以給出有效的穩(wěn)定性,取決于比尺寸、密度、分散相的體積,這些都需要使用獨(dú)立的技術(shù)測(cè)量得到。 蠕變測(cè)試是一種有效的用于測(cè)定材料的零剪切粘度的方法,可用于評(píng)估懸浮液的穩(wěn)定性。在這一測(cè)試中,已經(jīng)顯示對(duì)以表面活性劑為主成分的沐浴露,在具有同樣的懸浮粒子與體積含量的情況下,若添加少量的締合增稠劑,其零剪切粘度將加倍,沉降速率則降至一半。 

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