Основные результаты проведенного эксперимента по изучению структурно-механических свойств разработанного трансдермального геля, а также расчетные формулы скорости сдвига и напряжения сдвига приведены в таблице.
Результаты изучения реологических свойств фитогеля Results of studying of rheological properties of phytogel
Таблица
Table
Скорость вращения
шпинделя, RPM/SP**
|
Скорость сдвига, у, с-1 (0.28*•RPM)
|
Восходящая
|
Нисходящая
|
Напряжение сдвига, mPa (λ=η•у)
|
Вязкость, η, mPa•sh
|
Напряжение сдвига, mPa (λ=η•у)
|
Вязкость, η, mPa•sh
|
0.3
|
0.084
|
37565.472
|
447208
|
22186.836
|
264129
|
0.5
|
0.140
|
48623.820
|
347313
|
27178.620
|
194133
|
0.6
|
0.168
|
51948.288
|
309216
|
30027.984
|
178738
|
1.0
|
0.280
|
65098.880
|
232496
|
34932.240
|
124758
|
1.5
|
0.420
|
75090.120
|
178786
|
39025.560
|
92918
|
2.0
|
0.560
|
80167.920
|
143157
|
42633.360
|
76131
|
2.5
|
0.700
|
83039.600
|
118628
|
45605.000
|
65150
|
3.0
|
0.840
|
85329.720
|
101583
|
48369.720
|
57583
|
4.0
|
1.120
|
92890.560
|
82938
|
52703.840
|
47057
|
5.0
|
1.400
|
102732.000
|
73380
|
56438.200
|
40313
|
6.0
|
1.680
|
106441.440
|
63358
|
59732.400
|
35555
|
10.0
|
2.800
|
121228.800
|
43296
|
69963.600
|
24987
|
12.0
|
3.360
|
123194.400
|
36665
|
74376.960
|
22136
|
20.0
|
5.600
|
134080.800
|
23943
|
91156.800
|
16278
|
30.0
|
8.400
|
139700.400
|
16631
|
139700.400
|
16631
|
Примечание: * коэффициент для используемого шпинделя TR-10, объем пробы 11.0 мл
Из данных представленных в таблице видно, что при увеличении скорости вращения шпинделя (увеличении скорости сдвига) наблюдается увеличения предельного напряжения сдви- га и уменьшение эффективной вязкости под воздействием возрастающих сил деформации при прямом ходе выполнения эксперимента и противоположная зависимость с небольшим запазды- ванием при обратном ходе, а это, в свою очередь, является свидетельством наличия структуры в исследуемом образце геля при 20˚С.
Следует также отметить, что значение закручивания пружины для всех измерений, приве- денных в таблице, находилось в интервале 15-100%.
Напряжение сдвига, mPa
Для изучения тиксотропных свойств трансдермального геля (свойства дисперсных систем изменять свою структуру под влиянием механических воздействий и восстанавливать прежнюю структуру после прекращения этого воздействия) на основании экспериментальных данных стро- ились кривые зависимости скорости сдвига от напряжения сдвига (кривая течения, рис. 1) и скоро- сти сдвига от вязкости (кривая вязкости, рис. 2).
Скорость сдвига, с-1
Рис. 1. Кривая течения фитогеля при 20°С Fig. 1. Curve of a current of phytogel at 20 °C
Кривая течения (см. рис. 1) свидетельствует о том, что «восходящая» кривая (отмечена си- ним цветом), характеризующая разрушение системы, отличается от «нисходящей» кривой (отме- чена красным цветом), характеризующей восстановление системы. Данное расположение кривых объясняется сохранением остаточной деформации после сильного ослабления структуры под вли- янием ранее приложенного напряжения. Такое поведение тиксотропной системы принято назы- вать гистерезисом, а реограмму, отражающую эти процессы – «петлей гистерезиса» - графическое доказательство наличия явления тиксотропии для изучаемого объекта.
Количественной характеристикой данного явления является энергия, необходимая для разрушения исследуемой структуры. Для трансдермального геля с лимонника китайского семян СО2-экстрактом данная энергия соответствует 28686.61 Дж.
Ширина петли гистерезиса также может служить относительной оценкой степени структу- рообразовательных процессов в дисперсионной системе и характеризует намазываемость и рас- пределение на поверхности, способность к наполнению туб при фасовке, выдавливаемость из туб и другие свойства мази. Обширная площадь гистерезиса, заключенная в пределах единственного цикла измерений, определяет величину тиксотропии испытуемого образца [Перцев и др., 2002; Schramm, 2003].
Вязкость, mPa•sh
Так как изучаемый трансдермальный гель обладает высокой тиксотропией, можно пола- гать, что он будет полностью или почти полностью восстанавливать свою структуру после прило- жения силы соответствующей силе высокоскоростного перемешивания, например, при использо- вании роторно-пульсационного аппарата проточного типа.
Рис. 2. Кривая вязкости фитогеля при 20°С Fig. 2. Curve of viscosity of phytogel at 20 °C
Анализ кривой вязкости (рис. 2) подтверждает, что интервал величин вязкости для геля с лимонника китайского семян СО2-экстрактом находится в пределах 268324-447208 mPaוsh и располагается в районе общепринятого реологического оптимума консистенции для мазей на гид- рофильных основах (после сопоставления имеющихся в литературе данных, полученных на виско- зиметрах принципиально различных конструкций: CR- и CS- реометров) [Аркуша, 1982; Перцев и др., 2003; Малкин, Исаев, 2010].
Кривые течения ниже предела текучести начинаются в начале координат и линейно воз- растают с углом наклона, четко отклоняющимся от вертикали. При достижении предела текучести и его превышении кривые течения совершенно явно изменяют свой наклон.
Откладывая кривую гистерезиса тиксотропного образца в двойных логарифмических ко- ординатах можно получить соответствующую кривую для рассматриваемого трансдермального геля, представленную на рисунке 3.
Логарифм напряжения
сдвига, mPa
Более разумные значения предела текучести определялись экстраполяцией до оси ординат данных (рис. 3), соответствующих самым низким скоростям сдвига (ниспадающие участки кривой течения располагаются горизонтально).
Рис. 3. Кривая течения фитогеля при 20°С, построенная в двойных логарифмических координатах Fig. 3. The curve of a current of phytogel at 20 °C constructed in double logarithmic coordinates
Достарыңызбен бөлісу: |