化妆品化妆品的流变特性及生产设备.ppt

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1、1主要内容第四章化妆品的流变特性剪切应变和流体类型、触变性、粘弹性、流变特性在化妆品中的应用、流变性质的测定第五章化妆品的生产设备液体和乳液制品主要生产设备、粉类产品主要生产设备、其它设备第一篇化妆品的基础理论2第四章化妆品的流变特性化妆品的流变特性是化妆品的重要特性之一，它主要涉及化妆品的黏（粘）性、弹性、硬度、润滑性、可塑性、分散性等物理性质3第四章化妆品的流变特性4第四章化妆品的流变特性5第四章化妆品的流变特性流变学(rheology)是指研究物质（固体）变形和（气、液体）流动的科学，19

2、29年由宾汉（Bengham）和克劳福德（Crawford）提出。物体的二重性：物体在外力作用下可观察到变形和流动现象。流变性：物体在外力作用下表现出来的变形性和流动性。流动是液体和气体的主要性质之一，流动的难易程度与流体本身的黏性有关，因此，流动是一种非可逆性变形过程。第一节剪切应变和剪切速率6Shearstress剪切应力单位面积所受的拖拉作用力/剪切力剪切应力（Shearstress)7使各液层间产生相对运动的外力叫剪切力，在单位液层面积（A）上所需施加的这种力称为剪切应力，简称剪切力。也

3、称切变应力以S表示剪切应变（ShearStrain）8ShearStrain剪切应变单位长度的拉长I0△I=gconstantmm=][外力F的作用下，物体长度的相对变化叫剪切应变I0△I杨氏模量G9杨氏模量用来表示材料对形变的阻力gτ=G杨氏模量G：物体所受的剪切应力τ与剪切应变g的比值剪切速率(rateofshear)10速度梯度（dv/dy）叫做剪切速率(rateofshear),单位为S-1dv/dy也称切变速率，以D表示。设想在层流中剪切速率在流速不太快时，可将流动着的液体视为互相平行

4、移动的液层叫层流（如下图），由于各液层的速度不同，便产生速度梯度dv/dy，这是流动的基本特征。voy速度梯度的产生是由于流动阻力的存在，流动较慢的液层阻滞流动较快液层的运动。剪切速率也称为“剪切梯度”、“速度梯度”、“应变率”、“变形率”等第二节流体类型12流变学研究中，流体可分为完全流体（理想流体）和黏性流体（实际流体）。化妆品工艺学研究中，根据流变特性可将流体分为牛顿流体和非牛顿流体。非牛顿流体又分为塑性流体、假塑性流体、胀流流体、宾汉流体等牛顿公式：纯液体和多数低分子溶液在层流条件下的剪

5、切应力（τ）与剪切速率（）成正比。遵循牛顿公式的流体称为牛顿流体。η—黏度（系数），是表示流体黏性的物理常数。单位为Pa·s。第二节流体类型一．牛顿流体黏度：在液体流动过程中，由内摩擦力而产生的流动阻力称为黏度，是重要参数。τ=η14=τ/η1/η由图4-3曲线1可知，牛顿型流变曲线是直线，其剪切速率与剪切应力呈线性正比。一、牛顿流体牛顿流体的特点：1、一般为低分子的纯液体或稀溶液；2、在一定温度下，牛顿液体的黏度为常数，它只是温度的函数，随温度升高而减小。3、黏度不受剪切应力或剪切速率影响

6、。因此，溶液状态的化妆品，比如发油、防晒油、化妆水、香水等可以当作牛顿流体来处理。16二．非牛顿流体实际上一些乳化体、混悬剂、软膏、悬浮体等化妆品既有黏性又有弹性，被称为黏弹性物体，不符合牛顿定律，这些流体称为非牛顿流体，这种的流动现象称为非牛顿流动。17凡不遵守牛顿公式的流体，统称为非牛顿型流体。非牛顿型流体又可分为塑性流体、假塑性流体、胀（或涨塑）性流体等。二．非牛顿流体二．非牛顿流体（一）塑性流体塑性流体也叫宾汉流体，其流变曲线不经过原点，当τ值小于层流剪切力τM时呈曲线；而当τ值大于层流

7、剪切力τM（或上限屈服值）后，流动形式和牛顿流体完全相同，呈直线；当τ值大于τL（静切力或下限屈服值）时流体开始滑动，当剪切应力超过临界值τy（开始流体系开始流动，剪切速率和τ之间跟牛顿流体一样呈直线关系。动时的临界剪切力，也叫屈服值）时，19化妆品中，比如，牙膏、唇膏、发蜡、无水油膏霜、湿粉、粉底霜及一些浓度较高的乳状液等表现出塑性非牛顿流体的性质，属于剪切变稀非塑性流体。二．非牛顿流体剪切变稠：如果流体的黏度随剪切速率的增加而增大，这种现象叫剪切变稠，简称切稠；剪切变稀：如果流体的黏度随剪切

8、速率的增加而减小，这种现象叫剪切变稀，简称切稀；20二．非牛顿流体（胀性流体）（塑性流体、假塑性流体）21假塑性流体也叫准塑性流体，它的的表观粘度随剪切速率的增大而减小，即流动越快越显得稀，最终达到恒定的最低值，属于剪切变稀非塑性流体。例：大多数大分子溶液、乳状液、润肤霜等。（二）假塑性流体特点：流变曲线从原点开始，没有屈服值，剪切应力很小就可以开始流动。22胀（或涨塑）性流体一些固体粉末的高浓度浆状体被搅动时，其体积和刚性均有增加，称为胀性流体。例：40%-50%淀粉糊多数粉末等（三）胀性流体