Теоретическая дискуссия по тесту на стабильность аэрозоля, вызванному формулой Аррениуса
Необходимым процессом для запуска наших аэрозольных продуктов является проведение теста на стабильность, но мы обнаружим, что, хотя тест на стабильность пройден, в массовом производстве все равно будут наблюдаться различные степени коррозионных утечек или даже проблемы с качеством массовой продукции.Так имеет ли смысл проводить тест на стабильность?
Обычно мы говорим о том, что три месяца испытаний на стабильность при температуре 50 ℃ эквивалентны двум годам теоретического цикла испытаний при комнатной температуре, так откуда же берется теоретическое значение?Здесь следует упомянуть примечательную формулу: формулу Аррениуса.Уравнение Аррениуса — химический термин.Это эмпирическая формула связи между константой скорости химической реакции и температурой.Большая практика показывает, что эта формула применима не только к газовым реакциям, жидкофазным реакциям и большинству многофазных каталитических реакций.
Написание формул (экспоненциальное)
K — константа скорости, R — молярная газовая постоянная, T — термодинамическая температура, Ea — кажущаяся энергия активации, а A — предэкспоненциальный коэффициент (также известный как частотный фактор).
Следует отметить, что эмпирическая формула Аррениуса предполагает, что энергия активации Еа рассматривается как константа, не зависящая от температуры, что согласуется с экспериментальными результатами в определенном диапазоне температур.Однако из-за широкого температурного диапазона или сложных реакций LNK и 1/T не являются хорошей прямой линией.Это показывает, что энергия активации связана с температурой и эмпирическая формула Аррениуса неприменима к некоторым сложным реакциям.
Можем ли мы по-прежнему следовать эмпирической формуле Аррениуса для аэрозолей?В зависимости от ситуации большинство из них соблюдаются, за некоторыми исключениями, при условии, конечно, что «энергия активации Еа» аэрозольного продукта является стабильной константой, не зависящей от температуры.
Согласно уравнению Аррениуса, химические факторы воздействия на него включают следующие аспекты:
(1) Давление: для химических реакций с участием газа, когда другие условия остаются неизменными (кроме объема), увеличивают давление, т. е. объем уменьшается, концентрация реагирующих веществ увеличивается, число активированных молекул в единице объема увеличивается, число увеличивается количество эффективных столкновений в единицу времени, а скорость реакции ускоряется;В противном случае оно уменьшается.Если объем постоянен, скорость реакции остается постоянной при давлении (за счет добавления газа, не принимающего участия в химической реакции).Поскольку концентрация не меняется, количество активных молекул в объеме не меняется.Но при постоянном объеме, если вы добавляете реагенты, вы снова применяете давление и увеличиваете концентрацию реагентов, вы увеличиваете скорость.
(2) Температура: пока температура повышается, молекулы реагентов получают энергию, так что часть исходных молекул с низкой энергией становится активированными молекулами, увеличивая процент активированных молекул, увеличивая количество эффективных столкновений, так что реакция рост ставок (основная причина).Разумеется, из-за повышения температуры скорость движения молекул ускоряется, а количество молекулярных столкновений реагентов в единицу времени увеличивается, и реакция соответственно ускоряется (вторичная причина).
(3) Катализатор: использование положительного катализатора может снизить энергию, необходимую для реакции, так что больше молекул реагентов становятся активированными молекулами, что значительно увеличивает процент молекул реагентов на единицу объема, тем самым увеличивая скорость реагентов в тысячи раз.Негативный катализатор действует наоборот.
(4) Концентрация: при прочих равных условиях увеличение концентрации реагентов увеличивает количество активированных молекул на единицу объема, тем самым увеличивая эффективное столкновение, скорость реакции увеличивается, но процент активированных молекул остается неизменным.
Химические факторы из четырех вышеупомянутых аспектов могут хорошо объяснить нашу классификацию очагов коррозии (коррозия в газовой фазе, коррозия в жидкой фазе и коррозия на границе раздела):
1) При газофазной коррозии, хотя объем остается неизменным, давление увеличивается.С повышением температуры активация воздуха (кислорода), воды и топлива увеличивается, увеличивается число столкновений, поэтому газофазная коррозия усиливается.Поэтому выбор подходящего газофазного ингибитора ржавчины на водной основе очень важен.
2) жидкофазная коррозия, из-за активации повышенной концентрации некоторые примеси (например, ионы водорода и т. д.) могут попасть в слабое звено и упаковочные материалы, что приведет к ускоренному столкновению, вызывающему коррозию, поэтому следует внимательно отнестись к выбору жидкофазного антикоррозийного агента. в сочетании с pH и сырьем.
3) Коррозия интерфейса в сочетании с давлением, активационным катализом, воздухом (кислородом), водой, пропеллентом, примесями (такими как ионы водорода и т. д.) комплексной реакцией, приводящей к коррозии интерфейса, стабильность и конструкция системы формулы очень важны. .
Возвращаясь к предыдущему вопросу, почему иногда тест на стабильность работает, но при массовом производстве все равно наблюдается аномалия?Учтите следующее:
1: конструкция стабильности формулы системы, такая как изменение Ph, стабильность эмульгирования, стабильность насыщения и так далее.
2: в сырье присутствуют примеси, такие как изменения в ионах водорода и ионах хлорида.
3: стабильность партии сырья, pH между партиями сырья, размер отклонения содержания и т. д.
4: стабильность аэрозольных баллончиков, клапанов и других упаковочных материалов, стабильность толщины слоя лужения, замена сырья, вызванная ростом цен на сырье.
5. Тщательно анализируйте каждую аномалию в тесте на стабильность, даже если это небольшое изменение, делайте разумные выводы посредством горизонтального сравнения, микроскопического усиления и других методов (это наиболее недостающая способность в отечественной аэрозольной промышленности в настоящее время).
Таким образом, стабильность качества продукции охватывает все аспекты, и необходимо иметь полную систему качества для контроля всей портовой цепочки поставок (включая стандарты закупок, стандарты исследований и разработок, стандарты проверки, стандарты производства и т. д.), чтобы соответствовать стандарту качества. стратегию, чтобы обеспечить окончательную стабильность и соответствие нашей продукции.
К сожалению, в настоящее время мы хотим поделиться тем, что тестирование стабильности не может гарантировать отсутствие проблем при тестировании стабильности, и массовое производство не должно иметь проблем.Объединив вышеуказанные соображения и тестирование стабильности каждого продукта, мы можем предотвратить подавляющее большинство скрытых опасностей.Нам еще предстоит изучить, обнаружить и решить некоторые проблемы.Одна из привлекательных сторон аэрозолей заключается в том, что больше людей смогут разгадать больше загадок.
Время публикации: 23 июня 2022 г.
