Discussão teórica sobre teste de estabilidade em aerossóis induzido pela fórmula de Arrhenius
O processo necessário para o lançamento de nossos produtos em aerossol é fazer um teste de estabilidade, mas descobriremos que embora o teste de estabilidade tenha passado, ainda haverá diferentes graus de vazamento de corrosão na produção em massa, ou mesmo problemas de qualidade do produto em massa.Então ainda é significativo fazermos testes de estabilidade?
Costumamos falar de 50 ℃. Três meses de teste de estabilidade equivalem a dois anos de ciclo de teste teórico em temperatura ambiente, então de onde vem o valor teórico?Uma fórmula notável precisa ser mencionada aqui: a fórmula de Arrhenius.A equação de Arrhenius é um termo químico.É uma fórmula empírica da relação entre a constante de velocidade da reação química e a temperatura.Muita prática mostra que esta fórmula não é aplicável apenas à reação gasosa, à reação em fase líquida e à maior parte da reação catalítica multifásica.
Escrita de fórmulas (exponencial)
K é a constante de taxa, R é a constante molar dos gases, T é a temperatura termodinâmica, Ea é a energia de ativação aparente e A é o fator pré-exponencial (também conhecido como fator de frequência).
Deve-se notar que a fórmula empírica de Arrhenius assume que a energia de ativação Ea é considerada uma constante independente da temperatura, o que é consistente com resultados experimentais dentro de uma determinada faixa de temperatura.No entanto, devido a uma ampla faixa de temperatura ou reações complexas, LNK e 1/T não são uma boa linha reta.Mostra que a energia de ativação está relacionada com a temperatura e a fórmula empírica de Arrhenius não é aplicável a algumas reações complexas.
Ainda podemos seguir a fórmula empírica de Arrhenius em aerossóis?Dependendo da situação, a maioria delas são seguidas, com algumas exceções, desde, é claro, que a “energia de ativação Ea” do produto aerossol seja uma constante estável independente da temperatura.
De acordo com a equação de Arrhenius, seus fatores de influência química incluem os seguintes aspectos:
(1) Pressão: para reações químicas envolvendo gases, quando outras condições permanecem inalteradas (exceto volume), aumenta a pressão, ou seja, o volume diminui, a concentração dos reagentes aumenta, o número de moléculas ativadas por unidade de volume aumenta, o número de as colisões efetivas por unidade de tempo aumentam e a taxa de reação acelera;Caso contrário, diminui.Se o volume for constante, a taxa de reação permanece constante à pressão (através da adição de um gás que não participa da reação química).Como a concentração não muda, o número de moléculas ativas por volume não muda.Mas a volume constante, se adicionarmos os reagentes, novamente, aplicamos pressão e aumentamos a concentração dos reagentes, aumentamos a taxa.
(2) Temperatura: à medida que a temperatura aumenta, as moléculas reagentes ganham energia, de modo que parte das moléculas originais de baixa energia se tornam moléculas ativadas, aumentando a porcentagem de moléculas ativadas, aumentando o número de colisões efetivas, de modo que a reação aumentos nas taxas (o principal motivo).É claro que, devido ao aumento da temperatura, a taxa de movimento molecular é acelerada e o número de colisões moleculares de reagentes por unidade de tempo aumenta, e a reação será acelerada de acordo (causa secundária).
(3) Catalisador: o uso de catalisador positivo pode reduzir a energia necessária para a reação, de modo que mais moléculas reagentes se tornem moléculas ativadas, melhorando muito a porcentagem de moléculas reagentes por unidade de volume, aumentando assim a taxa de reagentes milhares de vezes.O catalisador negativo é o oposto.
(4) Concentração: Quando outras condições são as mesmas, aumentar a concentração dos reagentes aumenta o número de moléculas ativadas por unidade de volume, aumentando assim a colisão efetiva, a taxa de reação aumenta, mas a porcentagem de moléculas ativadas permanece inalterada.
Os fatores químicos dos quatro aspectos acima podem explicar bem nossa classificação de locais de corrosão (corrosão em fase gasosa, corrosão em fase líquida e corrosão de interface):
1) Na corrosão em fase gasosa, embora o volume permaneça inalterado, a pressão aumenta.À medida que a temperatura aumenta, a ativação do ar (oxigênio), da água e do propelente aumenta, e o número de colisões aumenta, intensificando a corrosão em fase gasosa.Portanto, a seleção do inibidor de ferrugem em fase gasosa à base de água apropriado é muito crítica.
2) corrosão em fase líquida, devido à ativação do aumento da concentração, algumas impurezas podem (como íons de hidrogênio, etc.) em um elo fraco e a colisão acelerada dos materiais de embalagem produziu corrosão, portanto, a escolha do agente antiferrugem de fase líquida deve ser considerada com cuidado combinado com pH e matérias-primas.
3) Corrosão da interface, combinada com pressão, catálise de ativação, ar (oxigênio), água, propelente, impurezas (como íons de hidrogênio, etc.) reação abrangente, resultando em corrosão da interface, a estabilidade e o design do sistema de fórmula são muito importantes .
Voltando à pergunta anterior, por que às vezes o teste de estabilidade funciona, mas ainda há uma anomalia quando se trata de produção em massa?Considere o seguinte:
1: projeto de estabilidade do sistema de fórmula, como mudança de pH, estabilidade de emulsificação, estabilidade de saturação e assim por diante
2: existem impurezas na matéria-prima, como alterações nos íons hidrogênio e íons cloreto
3: estabilidade do lote de matérias-primas, ph entre lotes de matérias-primas, tamanho do desvio de conteúdo e assim por diante
4: a estabilidade das latas e válvulas de aerossol e outros materiais de embalagem, a estabilidade da espessura da camada de estanho, a substituição de matérias-primas causada pelo aumento do preço das matérias-primas
5: Analise cuidadosamente cada anomalia no teste de estabilidade, mesmo que seja uma pequena mudança, faça um julgamento razoável através de comparação horizontal, amplificação microscópica e outros métodos (esta é a habilidade que mais falta na indústria doméstica de aerossóis atualmente)
Portanto, a estabilidade da qualidade do produto envolve todos os aspectos, e é necessário ter um sistema de qualidade completo para controlar toda a cadeia de abastecimento portuária (incluindo padrões de aquisição, padrões de pesquisa e desenvolvimento, padrões de inspeção, padrões de produção, etc.) para atender ao padrão de qualidade estratégia, de forma a garantir a estabilidade final e conformidade dos nossos produtos.
Infelizmente, o que queremos partilhar neste momento é que os testes de estabilidade não podem garantir que não haja problemas nos testes de estabilidade e que a produção em massa não deve ter problemas.Combinando as considerações acima e os testes de estabilidade de cada produto, podemos evitar a grande maioria dos perigos ocultos.Ainda existem alguns problemas esperando para serem explorados, descobertos e resolvidos.Uma das atrações dos aerossóis é que se espera que mais pessoas resolvam mais mistérios.
Horário da postagem: 23 de junho de 2022
