1 實(shí)驗(yàn)
1.1 實(shí)驗(yàn)方法
將樣品直接導(dǎo)入樣品池中,樣品數(shù)量為 3 個(gè),測(cè)試溫度 25℃。
1.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
分析樣品的穩(wěn)定性及其穩(wěn)定性變化機(jī)理。分散體系的穩(wěn)定性變化,主要要關(guān)注分散,團(tuán)聚和 分層以及個(gè)別樣品的凝膠化問(wèn)題。 穩(wěn)定性變化是一個(gè)綜合而復(fù)雜的過(guò)程,因素,角度,要系統(tǒng)分析。
1.3 儀器
分散懸浮性能測(cè)試儀 TURBISCAN, 法國(guó) FORMULACTION 公司,tower 型號(hào)。 具有同步背散射光和透射光雙檢測(cè)器 無(wú)損的測(cè)量過(guò)程。 符合 GB/T38431 分散體系均勻性和穩(wěn)定性分析標(biāo)準(zhǔn)
1.4 實(shí)驗(yàn)原理
多重光散射儀是采用近紅外光作為光源,有一個(gè)透射光 器和一個(gè)背散射光檢測(cè)器。光源與透射光檢測(cè)器和背散射光 檢測(cè)檢測(cè)器組成測(cè)量探頭。測(cè)量探頭從樣品池的底部到樣品 池的頂部每 20μm 測(cè)量一次,完成樣品池從底到頂?shù)臏y(cè)量稱(chēng) 為一次掃描。那么隨著時(shí)間的變化,由于樣品的不穩(wěn)定性,透射 光和背散射光都會(huì)發(fā)生變化,這說(shuō)明樣品 顆粒的粒徑和/或濃度發(fā)生了變化。 背散射光強(qiáng)和透射光強(qiáng)的值在入射光源不變的情況下,取決于樣品的濃度和粒度:
2 數(shù)據(jù)分析
將得到的透射光或背散光的數(shù)據(jù)。第一次掃描為藍(lán)色,最后一次掃描為紅色。為了更好的看變 化,透射光或背散光的數(shù)據(jù)都被設(shè)置為參比模式,即以第一條線為參比,其余的線都和他相比較。 光強(qiáng)增加是正值,光強(qiáng)降低為負(fù)值。
2.1、樣品譜圖
上圖為三個(gè)樣品的背散射光譜圖,橫坐標(biāo)為樣品池的高度,左邊為樣品底部,右 邊為樣品頂部,縱坐標(biāo)為透射散射光/透射光強(qiáng)度變化值。
由譜圖可知,樣品的主要變化表現(xiàn)為分層變化,其中,樣品 3 的分層最大,穩(wěn)定 性最差,樣品 1 和樣品 2 的譜圖變化近似。
由于樣品是配方相同,工藝不同,那么將在分散均勻性指數(shù)上更有針對(duì)性。
2.2 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
穩(wěn)定性動(dòng)力學(xué)曲線的計(jì)算公式如下:
從 公 式 中 可 以看出,穩(wěn)定性系數(shù)是一個(gè)純 粹的數(shù)學(xué)差值的 計(jì)算公式,它反映的是樣品在 整個(gè)放置時(shí)間濃度和顆粒粒徑的變化幅度的綜合。變化幅度越大,穩(wěn)定性動(dòng)力學(xué)指數(shù)越大,系 統(tǒng)就越不穩(wěn)定。
測(cè)量 |
TSI(整體) |
S1# |
0.180 |
S2# |
0.195 |
S3# |
60.146 |
穩(wěn)定性指數(shù)是由樣品的穩(wěn)定性譜圖的變化程度計(jì)算得來(lái),反應(yīng)了樣品穩(wěn)定性程度,指數(shù)越 大,樣品的穩(wěn)定性變化越大,穩(wěn)定性越差。
樣品 1 和樣品 2 的穩(wěn)定性相近,樣品 3 的穩(wěn)定性最差。三個(gè)樣品都主要表現(xiàn)為分 層。
3 樣品不穩(wěn)定因素分析
3.1.1 分散相分散均勻性評(píng)價(jià)
分散均勻性指數(shù),表征了樣品中各個(gè)分散組分在體系中的分散均勻性程度,分散均勻性指 數(shù)越大,樣品的分散均勻性程度越差。
測(cè)量 |
均勻度指數(shù) |
S1# |
1.29 |
S2# |
1.33 |
S3# |
3.71 |
影響樣品的分散均勻性主要因素有樣品成分間的相容性能,以及樣品的分散工藝,包括分散 速度,分散時(shí)間和分散溫度等等,相對(duì)而言,調(diào)整工藝是相對(duì)簡(jiǎn)單,所以對(duì)于分散性相對(duì)較差 的樣品如果要提高其分散均勻性程度,可以從分散工藝角度來(lái)改善,比如對(duì)分散的速度,時(shí)間 和溫度等條件分別進(jìn)行梯度考察,以期確定最佳的分散工藝。
三個(gè)樣品的分散均勻性指數(shù),從樣品 1 到樣品 3 逐次降低。
3.1.2 一致性評(píng)價(jià)
樣品的絕對(duì)光強(qiáng)值與樣品的成分,濃度,以及粒度相關(guān),可以通過(guò)此參數(shù)作為同樣配方和工 藝樣品的不同批次間的一致性評(píng)價(jià);也可以作為相同樣品不同溫度條件下的比較,如果在不同 溫度條件下樣品的光強(qiáng)差別較大,說(shuō)明樣品的溫度敏感性較高。
測(cè)量 |
光強(qiáng)變化值 |
S1# |
2.11 |
S2# |
2.23 |
S3# |
1.15 |
絕對(duì)光強(qiáng)值,主要有兩個(gè)作用,一個(gè)是可反映樣品間的差別,和相同配方和工藝樣品的一致性 考察。另一個(gè)作用是,相同樣品在不同條件下,數(shù)據(jù)間的差別越大,說(shuō)明樣品的條件敏感性越 大。
同時(shí)也反映了樣品間的一致性,這一點(diǎn)可以應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程中的過(guò)程控制,樣品生產(chǎn)的每一個(gè) 過(guò)程都應(yīng)該有一個(gè)特定的絕對(duì)值,對(duì)于一個(gè)確定了的配方和工藝而言。如果生產(chǎn)過(guò)程中,由于 成分的改變或者由于生產(chǎn)設(shè)備的工藝穩(wěn)定性問(wèn)題,都有可能導(dǎo)致樣品出現(xiàn)隨機(jī)的不一致問(wèn)題, 而這一點(diǎn)可以通過(guò)此參數(shù)作為保證。
另外在不同的溫度條件或者其它環(huán)境間變化,樣品的一致性指數(shù)不應(yīng)有過(guò)大的變化,如果有過(guò) 大的變化,就說(shuō)明樣品的環(huán)境條件敏感性較大,較易受到環(huán)境條件的影響。
樣品間都存在一定的差異性。
3.1.3 樣品顆粒穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
顆粒穩(wěn)定性對(duì)樣品的整體穩(wěn)定性有很大影響,因?yàn)槠涫菍?dǎo)致樣品后期分層的一個(gè)重要因素之 一,而在前期又不易于被肉眼或者常規(guī)檢測(cè)所發(fā)現(xiàn)。跟進(jìn)多重光散射原理,如果樣品有整體光 強(qiáng)的變化,說(shuō)明樣品存在顆粒團(tuán)聚的問(wèn)題,一般整體光強(qiáng)變化絕對(duì)值要小于 0.2 為宜,如果超 過(guò),那么后期可能出現(xiàn)樣品由于顆粒團(tuán)聚而導(dǎo)致的分層問(wèn)題的出現(xiàn)。
測(cè)量 |
光強(qiáng)變化值 |
S1# |
-0.054 |
S2# |
0.00 |
S3# |
0.01 |
樣品的顆粒團(tuán)聚變化不明顯。
3.1.4 分層穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
測(cè)量 |
頂部峰高 |
S1# |
-1.21 |
S2# |
-1.38 |
S3# |
17.43(透光) |
分層變化是三個(gè)樣品的主要不穩(wěn)定性變化過(guò)程,其中樣品 3 的分層最大,已經(jīng)透光,樣品 2 略 大于樣品 1。
數(shù)據(jù)總覽表
樣品名 | TSI(整體) | 均勻度指數(shù) | 光強(qiáng)絕對(duì)值 | 光強(qiáng)變化值 | 底部峰高 |
穩(wěn)定性 | 分散情況 | 一致性/溫度敏感性 | 團(tuán)聚/絮凝 | 分層穩(wěn)定性 | |
S1# | 0.180 | 1.29 | 2.11 | -0.05 | -1.21 |
S2# | 0.195 | 1.33 | 2.23 | 0.00 | -1.38 |
S3# | 60.146 | 3.71 | 1.15 | 0.01 | 17.43(透光) |
4 結(jié)論:
1,如果三個(gè)樣品是配方相同,分散工藝不同,那么從數(shù)據(jù)可知,樣品 1 相對(duì)要最好,接近樣品 2,最差的是樣品 3。
2,從分散均勻性角度,最好的樣品是 1 略好于樣品 2,遠(yuǎn)好于樣品 3。
3,從團(tuán)聚角度,樣品基本沒(méi)有團(tuán)聚問(wèn)題,團(tuán)聚穩(wěn)定性較好。
4,分層是樣品的主要穩(wěn)定性變化過(guò)程,分層變化樣品是 1 略好于樣品 2,遠(yuǎn)好于樣品 3。
5,綜合而言,從分散,團(tuán)聚,分層等角度,樣品 1 最好,其次樣品 2,而且兩者接近,樣品 3 最差。
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