Reologia

Nel report viene presentata la caratterizzazione reologica completa di due formulazioni farmaceutiche semisolide, con il reometro rotazionale HAAKE MARS iQ Air. I test condotti includono i metodi raccomandati per la registrazione di nuovi farmaci generici semisolidi.

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In questo studio, sono stati utilizzati un classico analizzatore di melt flow index (MFI) e una camera di miscelazione per caratterizzare due diverse materie prime per ceramic injection molding. Questa analisi non ha mostrato differenze tra i due lotti, seppur esistenti.
In un test successivo, mediante l’utilizzo del torque rehometer HAAKE PolyLab QC e di un accessorio per lo studio della reologia capillare è stato possibile ottenere curve di flusso diverse per i due campioni e distinguere il comportamento delle due materie prime.

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I torque rheometers della serie Thermo Scientific™ HAAKE™ PolyLab™ sono sistemi modulari da laboratorio, ma rappresentano vere e proprie macchine di produzione su scala ridotta in quanto permettono di caratterizzare il comportamento dei materiali in condizioni analoghe a quelle di processo. Attraverso la scelta di opportuni sensori, accessori e sistemi software è possibile realizzare test di miscelazione, test di estrusione e test di reologia capillare su un’unica piattaforma analitica.

In particolare, il sistema PolyLab OS rappresenta uno strumento ideale per la caratterizzazione di miscele di PVC e per lo studio del loro comportamento in flusso. Ad esempio, un test di miscelazione può fornire indicazioni utili sulla fusione, sulla reticolazione e sulla degradazione del PVC, mentre un test di estrusione può essere utile per ottimizzare le condizioni di processo o produrre in piccola scala provini per analisi meccaniche e colorimetriche. Infine, un test di reologia capillare può essere utile per ricavare informazioni sul materiale quando questo è soggetto ad elevati sforzi di taglio e fornire indicazioni utili sul processo di stampaggio ad iniezione.

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Durante la masticazione, sia la consistenza di ciò che mangiamo sia la sensazione percepita in bocca sono strettamente connesse alla microstruttura dei cibi. Conseguentemente, è cruciale per le scelte e l’accettabilità del consumatore adattare la formulazione e i processi produttivi per raggiungere le caratteristiche desiderate.

Mangiare e ingoiare sono processi estremamente dinamici, e il processo che avviene nella cavità orale è sottoposto a vari passaggi. Inizialmente predominano le proprietà di massa del campione e sono coinvolte la deformazione e il flusso sotto taglio, compressione e allungamento. Successivamente, il comportamento reologico è dominato dalle proprietà superficiali, ed è caratterizzato da un’interazione a stretto contatto e dalla lubrificazione delle superfici orali.

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Sapete che un indice di fluidità (Melt Flow Index, MFI) potrebbe non essere sufficiente per caratterizzare il comportamento di flusso del vostro polimero?
Capire come i polimeri fusi fluiscono e si deformano è la chiave per lavorarli efficacemente e trasformarli in prodotti finiti.
In questo studio reologico, sono stati esaminati tre diversi campioni di polietilene lineare a bassa densità (LLDPE) con identici indice di fluidità e pesi molecolari medi. I dati reologici sono stati poi correlati direttamente alla struttura molecolare del polimero, nonché al comportamento complessivo del flusso e alla lavorabilità dei campioni di LLDPE.

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Le emulsioni cosmetiche devono soddisfare le esigenze dei consumatori da molti punti di vista. Devono avere l’effetto desiderato sulla pelle, devono avere un aspetto gradevole e non devono cambiare la loro consistenza nel corso di diversi mesi. Tutte queste proprietà sono strettamente correlate alla stabilità a lungo termine di un’emulsione. Solo da un’emulsione stabile possiamo aspettarci che i principi attivi rimangano distribuiti in modo omogeneo e che l’aspetto, la sensazione al tatto e la consistenza rimangano invariati. Il reometro Thermo Scientific™ HAAKE™ MARS™ è un reometro universale versatile che consente la combinazione con altre tecniche analitiche. Per la verifica della stabilità di un’emulsione, è stata scelta l’integrazione di un’analisi dielettrica (DEA). Mentre il reometro HAAKE MARS può misurare le proprietà meccaniche di un’emulsione, il DEA è in grado di fornire informazioni sulle condizioni microscopiche all’interno dell’emulsione in presenza di sollecitazioni, deformazioni e temperature impostate con il reometro. 

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La comprensione del complesso comportamento di flusso e deformazione delle emulsioni cosmetiche aiuta a progettare e ottimizzare i prodotti finali, al fine di soddisfare le aspettative dei consumatori in termini di aspetto e comportamento durante l’applicazione. I reometri rotazionali sono gli strumenti ideali per studiare le proprietà reologiche delle formulazioni liquide e semisolide. I test reologici possono essere utilizzati anche per simulare le condizioni di processo e rendere la produzione più efficiente, nonché per valutare la stabilità e lo shelf-life del prodotto..  In questa nota applicativa viene dimostrato come l’HAAKE Viscotester iQ Air può essere utilizzato per eseguire prove di scorrimento e recupero (creep and recovery) anche su campioni viscoelastici debolmente strutturati. 

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Gli adesivi sensibili alla luce UV polimerizzano in un network polimerico reticolato  quando vengono esposti alla luce UV. A seconda della densità di reticolazione  alcune catene polimeriche possono non completamente integrarsi in questa rete. Pertanto, il grado di polimerizzazione e quindi la percentuale di catene polimeriche reticolate di un adesivo hanno un grande impatto sulle sue proprietà meccaniche finali. Le catene polimeriche diventano sempre più mobili quando il volume libero si espande con l’aumento della temperatura. Oltre una certa temperatura, i materiali polimerici mostrano una transizione di fase da uno stato vetroso rigido e inflessibile a uno stato gommoso più morbido e flessibile. Se dotato di una sorgente di luce UV e di un dispositivo di controllo della temperatura, un reometro può essere utilizzato per studiare sia la cinetica di reazione durante il processo di polimerizzazione sia le conseguenti proprietà termomeccaniche del materiale sensibile alla luce dei raggi UV. 

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In questo studio sono state utilizzate misure reologiche per esaminare tre diversi campioni di polietilene lineare a bassa densità (LLDPE) con melt flow index e pesi molecolari medi identici. Le misure reologiche sono state utilizzate per osservare le viscosità e i comportamenti viscoelastici dei fusi di LLDPE in funzione dello shear rate.  La comprensione di queste variabili per specifici valori di shear rate è essenziale per la progettazione dei sistemi di lavorazione dei polimeri, per la determinazione del consumo energetico del processo e per l’ottimizzazione generale dello stesso. 

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Le materie plastiche sono materiali polimerici utilizzati in un’ampia gamma di applicazioni e di prodotti di largo consumo. Per realizzare questi prodotti, i polimeri vengono comunemente lavorati a temperature elevate e portati allo stato fuso. Comprendere come questi prodotti fusi si deformano e scorrono è fondamentale per sapere come lavorarli e trasformarli in modo efficace nei prodotti finali che consumiamo. La comprensione delle proprietà viscoelastiche di un materiale polimerico è essenziale per ottimizzare formulazioni e miscele, nonché per adattare il processo di produzione alle proprietà di un determinato materiale. I test reologici eseguiti con i reometri rotazionali della Thermo Fisher Scientific possono essere utilizzati per studiare il comportamento viscoelastico dei polimeri dallo stato fuso allo stato solido e in tutte le fasi intermedie. 

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