Presentamos un protocolo detallado describiendo cómo realizar reología de cizalla oscilatoria no lineal en materiales blandos y cómo realizar el análisis de la SPP, LAOS para entender las respuestas como una secuencia de procesos físicos.
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Artículo de método
Estudio de respuesta de cizalla oscilatoria de amplitud grande de materiales blandos
En este artículo
Resumen
Resumen
Investigamos la secuencia de procesos físicos durante corte oscilatorio de amplitud grande (LAOS) de óxido de polietileno (PEO) en dimetil sulfóxido (DMSO) y la goma xantana en el agua, dos concentran soluciones de polímeros utilizadas como viscosificantes en alimentos, recuperación mejorada del petróleo y remediación de suelo. Entender el comportamiento reológico no lineal de materiales blandos es importante en el diseño y control de fabricación de muchos productos de consumo. Se muestra cómo la respuesta a LAOS de estas soluciones de polímero puede ser interpretada en términos de una transición clara de viscoelasticidad lineal viscoplástico deformación y otra vez durante un período. Los resultados de LAOS son analizados mediante la técnica de secuencia de procesos físicos (SPP) totalmente cuantitativa, utilizando software libre basado en MATLAB. Se presentan un protocolo detallado de realizar una medición de LAOS con un reómetro comercial, analizando las respuestas de estrés no lineal con el freeware e interpretación de procesos físicos en LAOS. Además se muestra que, en el marco de la ASPAN, una respuesta de LAOS contiene información sobre la viscoelasticidad lineal, las curvas de flujo transitorio y la deformación crítica responsable de la aparición de la no linealidad.
Introducción
Soluciones concentradas de polímeras se utilizan en una variedad de aplicaciones industriales principalmente para incrementar la viscosidad en alimentos1 y otros productos de consumidor2, de recuperación mejorada del petróleo3y remediación de suelo4. Durante su procesamiento y uso, necesariamente están sometidos a grandes deformaciones en el rango de escalas de tiempo. En tales procesos, manifiestan comportamientos reológicos no lineales ricos y complejos que dependen de la condiciones de flujo o deformación1. Entender estos comportamientos reológico....
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Protocolo
1. reómetro configuración
- Con el Reómetro configurado en el modo SMT (ver nota), fije las geometrías de disco superior e inferior. Para mantener tan cerca de un campo de corte homogéneo como sea posible, utilice una placa de 50 mm (PP50) como el accesorio más bajo y un cono de 2 grados (CP50-2) para el luminario superior.
Nota: El Reómetro que usamos (ver la Tabla de materiales) puede configurarse en cualquiera de los dos un combinado motor-transductor (CMT) o modo de transductor motor separado (SMT). Con solamente un solo motor integrado en la cabeza de reómetro, actúa como un reómetro de tensión controlada de la CMT tradicional y los da....
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Resultados
Representante de resultados de los análisis SPP de XG y PEO/DMSO soluciones bajo pruebas de cizallamiento oscilatorio se presentan en las figuras 4 y 5. Primero presentamos los datos en bruto como elástico (
) y viscosa (
) las curvas de Lissajous Bowditch en figuras 4a, 4b, 5a
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Discusión
Hemos demostrado cómo correctamente realizar pruebas de espectrométricas de cizalla oscilatoria de amplitud grande usando un reómetro de comercial y para ejecutar el SPP análisis freeware para interpretar y entender las respuestas de estrés no lineal de dos soluciones de diferentes polímeros. El marco de la ASPAN, que previamente se ha demostrado para correlacionar con cambios estructurales y facilitar la comprensión de numerosos sistemas coloidales, puede aplicarse igualmente a los sistemas de polímero. Las respuestas d.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Los autores agradecen a Anton Paar para el uso del reómetro para MCR 702 a través de su programa de investigación académica de VIP. También agradecemos a Dr. Abhishek Shetty para los comentarios en la configuración del instrumento.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Software de análisis SPP | Simon Rogers Group (UIUC) | SPPplus_v1p1 | Adjunto como archivos complementarios |
| MATLAB | Mathwork | ||
| Reómetro | Anton Paar | MCR 702 TwinDrive | |
| 50mm Cono de 2 grados | Anton Paar | CP50-2 | Sistema de medición superior |
| Placa de 50 mm | Anton Paar | PP50 | Sistema de medición inferior |
| Goma xantana (XG) | Sigma-Aldrich | 11138-66-2 | |
| Óxido de polietileno (PEO) | Sigma-Aldrich | 25322-68-3 | Mv=1.000.000 |
| Dimetilsulfóxido (DMSO) | Sigma-Aldrich | 67-68-5 |
Referencias
- Dolz, M., Hernández, M. J., Delegido, J., Alfaro, M. C., Muñoz, J. Influence of xanthan gum and locust bean gum upon flow and thixotropic behaviour of food emulsions containing modified starch. Journal of Food Engineering. 81 (1), 179-186 (2007).
- Gupta, N., Zeltmann, S. E., Shunmugasamy, V. C., Pinisetty, D.
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Reimpresiones y permisos
