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1、第29卷第12期日用化学品科学Vol.29No.122006年12月DETERGENT&COSMETICSDec.2006牙膏增稠的理论和增稠剂赵勋国摘要:深入阐述了牙膏增稠的流变学理论,同时,介绍了用于生产牙膏的几种主要增稠剂的性能及其在牙膏配方中的应用。流变学理论和黏合剂化学技术的有机结合直接导致了新型牙膏配方产品的诞生。关键词:流变学;塑性;触变性;黏合剂;贫溶剂系统中图分类号:TQ658.4文献标识码:A文章编号:1006-7264(2006)12-0021-04在牙膏的生产过程中(如泵送、灌装),物料要作用,必
2、须对物料的每单位切面施加的力,叫做剪切经受很高的切变力。此力会给物料带来不良影响,如力(简写为SF)。于是黏度h就可表示为:不消除这样的影响,就会大大降低产品质量。在牙膏h=SF/RS配方中要加入增稠剂,其目的就在于此。牙膏生产增稠的流变学理论、增稠剂的性能及其即黏度等于剪切力除以切变速率。在牙膏配方中的作用,对牙膏的配制有较强的指导意牛顿指出,在恒温下,流体的黏度与切变速率无义。对牙膏配方师来说,能据此选取最适合的增稠关。因此,如果流体的运动速度提高一倍,所施加的剂,以取得预期的效果。力也就必须增加一倍。这种流体就叫牛
3、顿流体(或牛顿体系),其流变图是线性的,水、油和甘油就是这1流变学理论种体系的代表。流变学,根据辞典定义,就是“关于物质变形和1.2假塑性体系流动的科学”。在本文,物料的流变性通常是指物料假塑性体系是这样一种体系:流体的黏度会随切受直接力作用的一种结果。变速率的增加而降低,其流变图是非线性的,是曲线黏度是流体摩擦力的量度,说详细点,是流体流的。它还有一个特性,就是搅动时黏度会降低,搅动动时,一层相对于另一层运动的内摩擦力的量度。高停止后,黏度又会立即恢复。黏度物料就是一种内摩擦力很大的物料,这种物料不由于增稠剂体系的性质
4、是假塑性的,所以牙膏的像低黏度物料那样易于灌注和铺展。流变性能也就是假塑性的。比较高、低切变率情况下1.1牛顿体系流体的黏度值,就会得到一个评价该流体体系的假塑牛顿研究了流体两平行平面间的运动,提出了流性度的量化尺度。这个尺度就是:用低切变率(如体黏度的基本理论。设运动的两平行平面的面积相0.5r/min)的黏度值除以高切变率(如20r/min)时等,都为A;两平面间的距离为dx,并分别以速度的黏度值所得的商,称为假塑性度。因此,依定义,v1、v2向同一方向运动,其速度差是dv。在这些设定假塑性度为1的流体,就是牛顿流体
5、;假塑性度值越的条件下,牛顿认为,维持这个速度差需要的力大的流体,就越是假塑性流体。(F),是与该速度差成正比的,并可用下式表示:1.3触变性F/A=h(dv/dx)触变性定义为“可逆的凝胶—溶液—凝胶转式中:h是常数,称为给定物料的黏度;dv/dx是两变”。在这种转变里,分子间结合转弱,但始终是三平行平面间的平均速度差,称为速度梯度。因为这个维结构。体系静止时,这种结构使体系有一定稳定速度梯度是物料受到剪切作用的结果,所以又叫做切度,且类似于凝胶;然而,在发生切变时,引起体系变速率(简写为RS);F/A表示为了使物料产
6、生剪切流动,凝胶又变成液相(溶液);切变一停止,凝胶收稿日期:2006-09-26作者简介:赵勋国(1940-),男,广西人,高级工程师。联系电话:021-56660184。·21·科技广场日用化学品科学第29卷结构又会迅速重新形成。这些转变有一种滞后现象。一个范例。该配方的假塑性度值是21.138,触变性值由于这种滞后现象,使得状态恢复时,任一切变速率是1.098。表现的黏度,都是由此前的切变速率决定的。2增稠剂在一个滞后回路里,画出切变速率逐渐增加的上弯曲线和切变速率逐渐降低的下弯曲线,在上弯曲线在牙膏配方里加入增稠
7、剂的目的是为了给产品提和下弯曲线的同一切变速率上显示的不同黏度,就表供骨架、流动性和稳定性。许多原料(如丙烯酸聚合明了触变性对体系恢复时间的影响。因此,用上弯曲物、黏土)虽然有增稠作用,但是不能用于牙膏,因线上为某一切变速率(如5r/min)时的黏度除以下为他们在牙膏配方里有明显的负作用。配方师用作牙弯曲线上为同一切变速率(如5r/min)时的黏度,膏增稠剂的,是像羧甲基纤维素、角叉菜胶和焦性硅所得的商就表示这一体系的触变性破坏程度。根据定石这样的一些原料。这些原料既有配方师所希望的增义,如果体系没有触变性的影响,则此商
8、值为1,即稠作用,对牙膏又无负作用。使用时,可以单独用一在切变作用停止后,体系会立即恢复;相反,如果此种,也可以多种配合使用。对成品的流变性,这些原商值越大,在体系恢复时,触变性的影响也就越大。料的每一种都有它不同的作用,而且每一种原料的亚1.4试验方法类,其性能也会有些不同。综上所述可知,对我们研究的体系,存在3个
