Arrheniuse valemiga indutseeritud aerosooli stabiilsustesti teoreetiline arutelu
Meie aerosooltoodete turuletoomiseks on vajalik stabiilsustesti tegemine, kuid leiame, et kuigi stabiilsustest on läbitud, esineb masstootmises siiski erineval määral korrosioonilekkeid või isegi masstoodete kvaliteediprobleeme.Nii et kas stabiilsustesti tegemine on endiselt mõttekas?
Tavaliselt räägime sellest, et 50 ℃ kolm kuud kestnud stabiilsuskatset võrdub kaheaastase teoreetilise katsetsükliga toatemperatuuril, kust siis teoreetiline väärtus tuleb?Siin tuleb mainida tähelepanuväärset valemit: Arrheniuse valem.Arrheniuse võrrand on keemiline termin.See on keemilise reaktsiooni kiiruskonstandi ja temperatuuri vahelise seose empiiriline valem.Paljud praktikad näitavad, et see valem ei ole rakendatav ainult gaasireaktsiooni, vedelfaasi reaktsiooni ja enamiku mitmefaasilise katalüütilise reaktsiooni puhul.
Valemi kirjutamine (eksponentsiaalne)
K on kiiruskonstant, R on gaasi molaarne konstant, T on termodünaamiline temperatuur, Ea on näiv aktiveerimisenergia ja A on preeksponentsiaalne tegur (tuntud ka kui sagedustegur).
Tuleb märkida, et Arrheniuse empiiriline valem eeldab, et aktiveerimisenergiat Ea peetakse temperatuurist sõltumatuks konstandiks, mis on kooskõlas katsetulemustega teatud temperatuurivahemikus.Kuid laia temperatuurivahemiku või keeruliste reaktsioonide tõttu ei ole LNK ja 1/T hea sirgjoon.See näitab, et aktiveerimisenergia on seotud temperatuuriga ja Arrheniuse empiiriline valem ei ole rakendatav mõne keeruka reaktsiooni korral.
Kas saame aerosoolides ikkagi järgida Arrheniuse empiirilist valemit?Olenevalt olukorrast järgitakse enamikku neist, välja arvatud mõned erandid, muidugi eeldusel, et aerosooltoote "aktiveerimisenergia Ea" on stabiilne temperatuurist sõltumatu konstant.
Arrheniuse võrrandi kohaselt hõlmavad selle keemilised mõjutegurid järgmisi aspekte:
(1) Rõhk: gaasiga seotud keemiliste reaktsioonide puhul, kui muud tingimused jäävad muutumatuks (välja arvatud maht), suurendage rõhku, st ruumala väheneb, reagentide kontsentratsioon suureneb, aktiveeritud molekulide arv mahuühikus suureneb, efektiivsete kokkupõrgete arv ajaühiku kohta suureneb ja reaktsioonikiirus kiireneb;Vastasel juhul väheneb.Kui ruumala on konstantne, jääb reaktsiooni kiirus rõhul konstantseks (lisades gaasi, mis keemilises reaktsioonis ei osale).Kuna kontsentratsioon ei muutu, ei muutu aktiivsete molekulide arv mahu kohta.Kuid konstantse mahu korral, kui lisate reagente, avaldate taas survet ja suurendate reagentide kontsentratsiooni, suurendate kiirust.
(2) Temperatuur: seni, kuni temperatuuri tõstetakse, saavad reaktiivmolekulid energiat, nii et osa algsetest madala energiasisaldusega molekulidest muutuvad aktiveeritud molekulideks, suurendades aktiveeritud molekulide protsenti, suurendades tõhusate kokkupõrgete arvu, nii et reaktsioon määr tõuseb (peamine põhjus).Loomulikult kiireneb temperatuuri tõusu tõttu molekulide liikumise kiirus ja suureneb reagentide molekulaarsete kokkupõrgete arv ajaühikus ning reaktsioon kiireneb vastavalt (teisene põhjus).
(3) Katalüsaator: positiivse katalüsaatori kasutamine võib vähendada reaktsiooniks vajalikku energiat, nii et rohkem reaktiivmolekule muutub aktiveeritud molekulideks, parandades oluliselt reaktiivmolekulide protsenti mahuühiku kohta, suurendades seega reagentide kiirust tuhandeid kordi.Negatiivne katalüsaator on vastupidine.
(4) Kontsentratsioon: Kui muud tingimused on samad, suurendab reagentide kontsentratsiooni suurendamine aktiveeritud molekulide arvu ruumalaühiku kohta, suurendades seega efektiivset kokkupõrget, reaktsioonikiirus suureneb, kuid aktiveeritud molekulide protsent ei muutu.
Ülaltoodud nelja aspekti keemilised tegurid võivad hästi selgitada meie korrosioonikohtade klassifikatsiooni (gaasifaasi korrosioon, vedelfaasi korrosioon ja liidese korrosioon):
1) Gaasifaasi korrosiooni korral rõhk suureneb, kuigi maht jääb muutumatuks.Temperatuuri tõustes suureneb õhu (hapniku), vee ja raketikütuse aktiveerumine ning suureneb kokkupõrgete arv, mistõttu gaasifaasi korrosioon intensiivistub.Seetõttu on sobiva veepõhise gaasifaasi roosteinhibiitori valik väga kriitiline
2) vedelfaasi korrosioon, suurenenud kontsentratsiooni aktiveerumise tõttu võivad mõned lisandid (näiteks vesinikioonid jne) nõrgas lülis ja pakkematerjalide kiirendatud kokkupõrge põhjustada korrosiooni, mistõttu tuleks vedelfaasi roostevastase aine valikut hoolikalt kaaluda. kombineerituna pH ja toorainega.
3) Liidese korrosioon koos rõhu, aktiveerimiskatalüüsi, õhu (hapniku), vee, raketikütuse, lisandite (nt vesinikuioonid jne) tervikliku reaktsiooniga, mille tulemuseks on liidese korrosioon, valemisüsteemi stabiilsus ja disain on väga olulised .
Eelmise küsimuse juurde tagasi tulles, miks on nii, et vahel stabiilsustest töötab, aga masstootmise puhul esineb ikkagi anomaalia?Kaaluge järgmist.
1: valemisüsteemi stabiilsuse disain, nagu pH muutus, emulgeerimise stabiilsus, küllastusstabiilsus ja nii edasi
2: tooraines on lisandeid, nagu muutused vesinikioonides ja kloriidioonides
3: tooraine partii stabiilsus, toorainepartiide vaheline pH, sisu hälbe suurus ja nii edasi
4: aerosoolpurkide ja ventiilide ning muude pakkematerjalide stabiilsus, tinakattekihi paksuse stabiilsus, toorainete hinnatõusust tingitud tooraine asendamine
5: Analüüsige hoolikalt kõiki stabiilsustesti kõrvalekaldeid, isegi kui see on väike muudatus, tehke horisontaalse võrdluse, mikroskoopilise võimenduse ja muude meetodite abil mõistlik otsus (see on praegu kodumaises aerosoolitööstuses kõige puudulikum võimalus)
Seetõttu hõlmab toote kvaliteedi stabiilsus kõiki aspekte ja kvaliteedistandardi täitmiseks on vaja terviklikku kvaliteedisüsteemi, et kontrollida kogu tarneahela sadamat (sh hankestandardid, uurimis- ja arendusstandardid, kontrollistandardid, tootmisstandardid jne). strateegiat, et tagada meie toodete lõplik stabiilsus ja vastavus.
Kahjuks tahame praegu jagada seda, et stabiilsustestid ei saa garanteerida, et stabiilsustestides pole probleeme ja masstootmisel ei tohi probleeme olla.Kombineerides ülaltoodud kaalutlused ja iga toote stabiilsuse testimise, saame ära hoida valdava enamuse varjatud ohtudest.Endiselt ootavad meid uurima, avastamist ja lahendamist ootavad probleemid.Aerosoolide üks atraktsioone on see, et oodatakse rohkem inimesi, kes lahendavad rohkem mõistatusi.
Postitusaeg: 23. juuni 2022
