Tecnologie farmaceutiche industriali

FREQUENCY SWEEP

Si sottopone il campione ad uno stress costante in scansione di frequenza, scelto nella regione viscoelastica lineare. Anche in questo caso i parametri che vengono misurati sono viscosità dinamica, angolo di fase, G', G" e G*.

Se in un test di stress sweep la deformazione cresceva al crescere dello stress applicato, in questo caso essa aumenta al diminuire della frequenza poiché valori bassi di frequenze indicano che lo stress è applicato per tempi più lunghi al campione. Ad alte frequenze predomina la componente elastica: il tempo è sufficiente per consentire alla "molla" di allungarsi e contrarsi ma non abbastanza per consentire i movimenti del pistone.

Una volta eseguito il test in scansione di frequenza per stabilire la regione viscoelastica lineare, che finisce nell'esempio a 10 Pa, decido di utilizzare uno stress oscillatorio di 5 Pa.

Faccio un test diverso: lo stress oscillatorio non cambia. È 5 Pa, sono

Trovo a frequenze di oscillazione molto basse, per cui l'onda è molto lunga, e quindi i tempi sono più lunghi e la frequenza di conseguenza è più bassa, riesco a vedere la componente viscosa? Sì. Quella elastica, a basse frequenze, riesco a vederla? Sì, a basse frequenze riesco a vedere entrambe. Alte frequenze componente tendenzialmente elastica. Basse frequenze componente elastica + flusso di viscosità. Notiamo il tracciato nero e quello rosso: sono il G e il G dello stesso sistema. Bassa frequenza, A tra 0,1 e 1 Hz di frequenza di oscillazione (scala logaritmica) è maggiore il valore del modulo G, ossia la componente viscosa. Man mano che aumento la frequenza di oscillazione, la differenza si riduce finché i due tracciati si incrociano. Dall'incrocio noi possiamo calcolare i TEMPI DI RILASSAMENTO DEL MATERIALE. Frequenze più alte, quindi da 2 Hz in su, prevale il G, quindi la componente elastica.

Anche la temperatura alla quale il salto avviene, che infatti cambia. Man mano che aumenta la concentrazione di poloxamero, la temperatura alla quale il G salta si abbassa e l'ampiezza del salto aumenta.

Il salto di viscosità si verifica a temperatura più bassa di quella corporea, per cui si potrebbero somministrare liquidi e poi diventare solidi a temperatura corporea. A cambiare della temperatura, il sistema può andare incontro a cambiamenti e transizioni tali che l'effetto macroscopico si manifesta in una certa maniera.

Analisi in scansione di temperatura per solidi

Ho un doppio asse y. Al posto di G, trovo E. Nel caso dei solidi, il modulo elastico viene detto MODULO DIRIGIDITÀ e viene espresso dalla lettera E. Nel grafico vengono riportati i tracciati riferiti all'E, all'E e alla tangente dell'angolo δ.

In questo materiale solido, noto che intorno ai 160°/165° e i 168° si verifica un determinato fenomeno: il

mantiene la struttura che ha a70°. scansione di tempo.

Questo tipo di sistema si può vedere solo se faccio un’analisi in CREEP - RECOVERY viscoelastici ma non oscillatori.

Sono due test. Sul materiale applico di colpo una sollecitazione, ossia applico uno stress ad esempio di 5 Pa. Ciò significa che la macchina con cui eseguo il test dovrebbe essere in grado di passare da 0 a 5 Pa di stress in un istante. Una macchina in grado di fare ciò al 100% non esiste ancora, ma resta il concetto che la macchina deve arrivare a 5 Pa in maniera quasi istantanea, in modo più rapido possibile.

Una volta lì, questo valore di stress viene mantenuto costante per un certo tempo. Nel tracciato, infatti, abbiamo sull’asse x il tempo; a tempo 0 abbiamo l’istante in cui lo stress viene applicato, mentre dalle stress removed in poi c’è il periodo di recovery.

Andiamo a seguire un parametro J, che è il reciproco del modulo elastico G. J =

γ /σ° = 1/G(t) (t)Su σ° c’è lo 0 perché, una volta applicato, resta costante. Quindi σ° è costante.Ciò che cambia e fa cambiare J è la deformazione, ossia γ, che infatti è in funzione di t (tempo).Perché uso J e non G? Perché i valori sono meglio leggibili in J (altrimenti otterrei sempre una frazione dato che avrei il reciproco).Se per il nostro materiale viscoelastico faccio tutto ciò, trovo il tracciato rimarcato in nero, in cui sono posizionate le lettere B, C e D.Il tracciato parte da B e arriva a D. B non coincide con A nell’asse y; infatti il tracciato parte da B.Inoltre ho un certo andamento: da B e C ho andamento curvilineo, poi da C a D diventa rettilineo.Ciò può essere spiegato dal modello a fianco: come tutti i modelli reologici, è una combinazione di molle e pistoni. →Nel modello del creep ci sono 2 molle e 2 pistoni: una molla e

un pistone sono collegati in serie (la prima molla in alto e il pistone in basso G eMη ); c’è poi un’altra molla collegata al pistone in parallelo (G e η ).

M V VSe io di colpo faccio sentire al mio sistema uno stress, significa che di colpo sto spingendo da sopra; sto spingendo di 5 Pa.

I 5 Pa sono impressi di colpo e mantenuti. La prima cosa che succede è che la prima molla si accorcia, quella relativa a G , mentre quella relativaMa G non si accorcia subito: questo perché la molla G è legata strettamente al pistone η , per cui, dato che il pistone con dentro l’olio ci metteV V Vtempo a spostarsi, la molla G deve aspettare il pistone, mentre la molla G è libera e riesce ad accorciarsi subito.

V ML’accorciamento immediato, se lo guardo nel tracciato, lo vedo dal fatto che il tracciato non parte da A ma da B: la deformazione passa di colpoda A a B → la molla si è accorciata. tra B e C.

Il fatto che