رئولوژی امولسیون ها- بخش 1
مقدمه
امولسیون آمیزه‌ای است که در آن‌یک سری ذرات کروی و قطره مانند در اندازه‌های بسیار کوچک در حدود میکرومتر و کوچک‌تر از آن درون یک محیط سیال پیوست قرارگرفته‌اند. از همین رو بررسی حرکت سیال حاوی این ذرات در صنعت‌های که از این مواد استفاده می‌کنند حائز اهمیت است. نکته‌ای که باعث تفاوت رفتار رئولوژیکی این مواد می‌شود این است که غیر از عوامل مکانیکی مؤثر بر رئولوژی عوامل شیمیایی هم در این زمینه تأثیرگذارند. برای همین سؤالات زیر در این زمینه پیش می‌آید:
- خصوصیات عمومی رئولوژی امولسیون‌ها چیست؟
- کدام خواص فیزیکی سیالت سازنده‌ی امولسیون روی رئولوژی اثرگذار است؟
- نقش رئولوژی در فصل مشترک قطرات چیست؟
برای بررسی این سؤالات می‌توان از مقایسه رئولوژی امولسیون‌ها با سوسپانسیون‌ها (ذرات جامد در مایع) استفاده کرد. چراکه در حالت حدی امولسیونی که ویسکوزیته قطرات آن خیلی بیشتر از محیط پیوسته (که بیشتر در صنعت آب است) باشد، مشابه سوسپانسیون‌ها عمل می‌کند. در این حالت در می‌توان از فرمولی که انیشتین برای آمیزه‌های رقیق استفاده کرد در امولسیون‌ها استفاده کرد.
که در این معادله η نشان‌دهنده ویسکوزیته است و زیروند های 0 و ψ به ترتیب ویسکوزیته محیط پیوسته بدون امولسیون و در درصد جامد موردنظر است. این رابطه برای امولسیون‌های رقیق در درصد جامدهای کمتر از 10 درصد قابل‌استفاده است و همان‌طور که گفته شد برای این رابطه برای امولسیون‌هایی کاربرد دارد ویسکوزیته قطرات آن خیلی بیشتر از ویسکوزیته محیط پیوسته (آب) باشد. همان‌طور هم که از رابطه مشخص است ویسکوزیته آمیزه با افزایش درصد جامد به‌صورت خطی افزایش می‌یابد.
اما اگر بخواهیم به رئولوژی امولسیون‌ها برگردیم یک سری سؤالات پیش می‌آیند که ارائه آن‌ها خالی از لطف نیست. سؤالاتی مانند:
- اثر ویسکوزیته مایعی که قرار است امولسیون شود روی ویسکوزیته آمیزه چیست؟
- در حالتی که اکثر امولسیون‌های صنعتی جامد در حدود 50% دارند ویسکوزیته آمیزه چه تغییری می‌کند؟
- اثر سورفکتنت های مورداستفاده روی رئولوژی آمیزه چیست؟
- اثر اندازه ذرات و توزیع اندازه ذرات در رئولوژی چیست؟
- در هنگامی‌که آمیزه تحت تنش‌های مانند پمپ کردن است، آیا قطرات پایدار می‌مانند یا ناپایدار می‌شوند؟
سؤالات بالا مشکلات پایه‌ای در صنعت‌های استفاده‌کننده از امولسیون‌هاست که در ادامه مطالب به آن‌ها پرداخته می‌شود.
گردآورنده : محسن پنجه علی- تحقیق و توسعه شرکت سیماب رزین
بخوانید: سازوکار ها و سینتیک های پلیمریزاسیون امولسیونی- بخش 5
منبع:
[1] S. R. Derkach,”Rheology of emulsions”, Advances in Colloid and Interface Science, 151, (2009), 1–23
