Teoreettinen keskustelu Arrhenius-kaavan aiheuttamasta aerosolin stabiilisuustestistä
Aerosolituotteidemme lanseerauksen välttämätön prosessi on stabiilisuustestin tekeminen, mutta huomaamme, että vaikka stabiilisuustesti on läpäissyt, tulee massatuotannossa edelleen eriasteisia korroosiovuotoja tai jopa massatuotteiden laatuongelmia.Onko siis edelleen mielekästä tehdä vakaustesti?
Yleensä puhumme 50 ℃ kolmen kuukauden stabiliteettitestistä, joka vastaa kahden vuoden teoreettista testisykliä huoneenlämpötilassa, joten mistä teoreettinen arvo tulee?Tässä on mainittava merkittävä kaava: Arrheniuksen kaava.Arrhenius-yhtälö on kemiallinen termi.Se on empiirinen kaava kemiallisen reaktion nopeusvakion ja lämpötilan välisestä suhteesta.Monet käytännöt osoittavat, että tämä kaava ei sovellu vain kaasureaktioon, nestefaasireaktioon ja useimpiin monifaasisiin katalyyttisiin reaktioihin.
Kaavan kirjoittaminen (eksponentiaalinen)
K on nopeusvakio, R on molaarinen kaasuvakio, T on termodynaaminen lämpötila, Ea on näennäinen aktivaatioenergia ja A on preeksponentiaalinen tekijä (tunnetaan myös taajuustekijänä).
On huomattava, että Arrheniuksen empiirinen kaava olettaa, että aktivaatioenergiaa Ea pidetään lämpötilasta riippumattomana vakiona, mikä on yhdenmukainen koetulosten kanssa tietyllä lämpötila-alueella.Laajan lämpötila-alueen tai monimutkaisten reaktioiden vuoksi LNK ja 1/T eivät kuitenkaan ole hyvä suora viiva.Se osoittaa, että aktivaatioenergia liittyy lämpötilaan ja Arrheniuksen empiirinen kaava ei sovellu joihinkin monimutkaisiin reaktioihin.
Voimmeko edelleen seurata Arrheniuksen empiiristä kaavaa aerosoleissa?Tilanteesta riippuen useimpia niistä seurataan muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta edellyttäen tietysti, että aerosolituotteen "aktivointienergia Ea" on stabiili lämpötilasta riippumaton vakio.
Arrhenius-yhtälön mukaan sen kemiallisiin vaikuttaviin tekijöihin kuuluvat seuraavat näkökohdat:
(1) Paine: kemiallisissa reaktioissa, joissa on kaasua, kun muut olosuhteet pysyvät muuttumattomina (paitsi tilavuus), lisää painetta, eli tilavuus pienenee, reaktanttien pitoisuus kasvaa, aktivoitujen molekyylien määrä tilavuusyksikköä kohti kasvaa, tehokkaat törmäykset aikayksikköä kohti lisääntyvät ja reaktionopeus kiihtyy;Muuten se pienenee.Jos tilavuus on vakio, reaktionopeus pysyy vakiona paineessa (lisäämällä kaasua, joka ei osallistu kemialliseen reaktioon).Koska pitoisuus ei muutu, aktiivisten molekyylien määrä tilavuutta kohti ei muutu.Mutta vakiotilavuudella, jos lisäät reagoivia aineita, käytät taas painetta ja lisäät lähtöaineiden pitoisuutta, lisäät nopeutta.
(2) Lämpötila: niin kauan kuin lämpötilaa nostetaan, reagoivat molekyylit saavat energiaa, niin että osa alkuperäisistä matalan energian molekyyleistä muuttuu aktivoituiksi molekyyleiksi, mikä lisää aktivoituneiden molekyylien prosenttiosuutta, lisää tehokkaiden törmäysten määrää niin, että reaktio korko nousee (pääasiallinen syy).Tietenkin lämpötilan nousun vuoksi molekyylien liikkeen nopeus kiihtyy ja lähtöaineiden molekyylitörmäysten lukumäärä aikayksikköä kohti kasvaa, ja reaktio kiihtyy vastaavasti (toissijainen syy).
(3) Katalyytti: positiivisen katalyytin käyttö voi vähentää reaktioon tarvittavaa energiaa niin, että useammat reagoivat molekyylit muuttuvat aktivoiduiksi molekyyleiksi, mikä parantaa huomattavasti reagoivien molekyylien prosenttiosuutta tilavuusyksikköä kohti, mikä lisää reagoivien aineiden määrää tuhansia kertoja.Negatiivinen katalyytti on päinvastainen.
(4) Pitoisuus: Kun muut olosuhteet ovat samat, reagoivien aineiden pitoisuuden lisääminen lisää aktivoituneiden molekyylien määrää tilavuusyksikköä kohti, mikä lisää tehokasta törmäystä, reaktionopeus kasvaa, mutta aktivoituneiden molekyylien prosenttiosuus pysyy muuttumattomana.
Kemialliset tekijät edellä olevista neljästä näkökulmasta voivat hyvin selittää korroosioalueiden luokittelumme (kaasufaasikorroosio, nestefaasikorroosio ja rajapintakorroosio):
1) Kaasufaasikorroosiossa paine kasvaa, vaikka tilavuus pysyy ennallaan.Lämpötilan noustessa ilman (hapen), veden ja ponneaineen aktivoituminen lisääntyy ja törmäysten määrä lisääntyy, jolloin kaasufaasikorroosio voimistuu.Siksi sopivan vesipohjaisen kaasufaasin ruosteenestoaineen valinta on erittäin kriittinen
2) nestefaasikorroosio, lisääntyneen pitoisuuden aktivoitumisen vuoksi jotkut epäpuhtaudet (kuten vetyionit jne.) voivat heikon lenkin ja pakkausmateriaalien kiihtyessä törmäyksessä aiheuttaa korroosiota, joten nestefaasin ruosteenestoaineen valintaa tulee harkita huolellisesti yhdistettynä pH:n ja raaka-aineiden kanssa.
3) Rajapinnan korroosio yhdistettynä paineeseen, aktivointikatalyysiin, ilmaan (happi), veteen, ponneaineeseen, epäpuhtauksiin (kuten vetyioneihin jne.) kattava reaktio, joka johtaa rajapinnan korroosioon, kaavajärjestelmän vakaus ja muotoilu ovat erittäin tärkeitä .
Takaisin edelliseen kysymykseen, miksi joskus vakaustesti toimii, mutta massatuotannossa on silti poikkeama?Harkitse seuraavaa:
1: kaavajärjestelmän stabiilisuussuunnittelu, kuten pH-muutos, emulgoinnin stabiilius, kyllästysstabiilisuus ja niin edelleen
2: raaka-aineessa on epäpuhtauksia, kuten muutoksia vetyioneissa ja kloridi-ioneissa
3: raaka-aineiden erän stabiilisuus, ph raaka-aineerien välillä, sisällön poikkeaman koko ja niin edelleen
4: aerosolitölkkien ja venttiilien sekä muiden pakkausmateriaalien vakaus, tinapinnoituskerroksen paksuuden vakaus, raaka-aineiden hintojen nousun aiheuttama raaka-aineiden vaihto
5: Analysoi huolellisesti jokainen poikkeama stabiilisuustestissä, vaikka se olisi pieni muutos, tee järkevä arvio horisontaalisen vertailun, mikroskooppisen vahvistuksen ja muiden menetelmien avulla (tämä on tällä hetkellä puuttuva kyky kotimaisessa aerosoliteollisuudessa)
Siksi tuotteen laadun vakauteen kuuluu kaikki näkökohdat, ja laatustandardin täyttämiseksi on oltava täydellinen laatujärjestelmä koko toimitusketjun portin valvomiseksi (mukaan lukien hankintastandardit, tutkimus- ja kehitysstandardit, tarkastusstandardit, tuotantostandardit jne.) strategiaa, jotta voimme varmistaa tuotteidemme lopullisen vakauden ja vaatimustenmukaisuuden.
Valitettavasti haluamme jakaa tällä hetkellä sen, että stabiilisuustestaus ei voi taata, ettei vakavuustestauksessa ole ongelmia, ja massatuotannossa ei saa olla ongelmia.Yhdistämällä yllä olevat näkökohdat ja kunkin tuotteen vakaustestaukset, voimme estää suurimman osan piilotetuista vaaroista.Meillä on vielä joitakin ongelmia, jotka odottavat tutkimista, löytämistä ja ratkaisemista.Yksi aerosolien vetovoima on se, että useamman ihmisen odotetaan ratkaisevan enemmän mysteereitä.
Postitusaika: 23.6.2022
