Thảo luận lý thuyết về thử nghiệm độ ổn định của khí dung do công thức Arrhenius đưa ra
Quy trình cần thiết để các sản phẩm bình xịt của chúng tôi ra mắt là thực hiện kiểm tra độ ổn định, nhưng chúng tôi sẽ thấy rằng mặc dù bài kiểm tra độ ổn định đã vượt qua nhưng vẫn sẽ có những mức độ rò rỉ ăn mòn khác nhau trong quá trình sản xuất hàng loạt hoặc thậm chí là các vấn đề về chất lượng sản phẩm hàng loạt.Vậy việc chúng ta thực hiện kiểm tra độ ổn định có còn ý nghĩa không?
Chúng ta thường nói về thử nghiệm độ ổn định ở nhiệt độ 50oC trong ba tháng tương đương với hai năm chu kỳ thử nghiệm lý thuyết ở nhiệt độ phòng, vậy giá trị lý thuyết đến từ đâu?Một công thức đáng chú ý cần được nhắc tới ở đây: công thức Arrhenius.Phương trình Arrhenius là một thuật ngữ hóa học.Đây là một công thức thực nghiệm về mối quan hệ giữa hằng số tốc độ của phản ứng hóa học và nhiệt độ.Nhiều thực tế cho thấy công thức này không chỉ áp dụng được cho phản ứng khí, phản ứng pha lỏng và hầu hết các phản ứng xúc tác nhiều pha.
Viết công thức (số mũ)
K là hằng số tốc độ, R là hằng số khí mol, T là nhiệt độ nhiệt động, Ea là năng lượng kích hoạt biểu kiến và A là hệ số tiền mũ (còn được gọi là hệ số tần số).
Cần lưu ý rằng công thức thực nghiệm của Arrhenius giả định rằng năng lượng kích hoạt Ea được coi là một hằng số không phụ thuộc vào nhiệt độ, phù hợp với kết quả thí nghiệm trong một phạm vi nhiệt độ nhất định.Tuy nhiên, do phạm vi nhiệt độ rộng hoặc các phản ứng phức tạp nên LNK và 1/T không phải là một đường thẳng tốt.Nó cho thấy năng lượng kích hoạt có liên quan đến nhiệt độ và công thức thực nghiệm của Arrhenius không áp dụng được cho một số phản ứng phức tạp.
Chúng ta vẫn có thể làm theo công thức thực nghiệm của Arrhenius trong các sol khí chứ?Tất nhiên, tùy thuộc vào tình huống, hầu hết chúng đều được tuân theo, với một số ngoại lệ, với điều kiện là "năng lượng kích hoạt Ea" của sản phẩm khí dung là hằng số ổn định không phụ thuộc vào nhiệt độ.
Theo phương trình Arrhenius, các yếu tố ảnh hưởng hóa học của nó bao gồm các khía cạnh sau:
(1) Áp suất: đối với các phản ứng hóa học có chứa khí, khi các điều kiện khác không thay đổi (trừ thể tích) thì áp suất tăng, tức là thể tích giảm, nồng độ chất phản ứng tăng, số lượng phân tử hoạt hóa trên một đơn vị thể tích tăng, số lượng va chạm hiệu quả trên một đơn vị thời gian tăng lên và tốc độ phản ứng tăng tốc;Nếu không thì nó giảm.Nếu thể tích không đổi thì tốc độ phản ứng không đổi ở áp suất (bằng cách thêm một loại khí không tham gia phản ứng hóa học).Vì nồng độ không thay đổi nên số lượng phân tử hoạt động trên một thể tích không thay đổi.Nhưng ở thể tích không đổi, nếu bạn thêm chất phản ứng vào, một lần nữa, bạn lại tạo áp suất, và bạn tăng nồng độ chất phản ứng, bạn sẽ tăng tốc độ.
(2) Nhiệt độ: miễn là nhiệt độ tăng lên, các phân tử chất phản ứng thu được năng lượng, do đó một phần phân tử năng lượng thấp ban đầu trở thành phân tử kích hoạt, làm tăng tỷ lệ phân tử kích hoạt, tăng số lượng va chạm hiệu quả, do đó phản ứng tăng giá (lý do chính).Tất nhiên, do nhiệt độ tăng, tốc độ chuyển động của phân tử tăng lên và số lần va chạm phân tử của các chất phản ứng trên một đơn vị thời gian cũng tăng lên và phản ứng sẽ được tăng tốc tương ứng (nguyên nhân thứ yếu).
(3) Chất xúc tác: việc sử dụng chất xúc tác tích cực có thể làm giảm năng lượng cần thiết cho phản ứng, do đó nhiều phân tử chất phản ứng trở thành phân tử hoạt hóa hơn, cải thiện đáng kể tỷ lệ phân tử chất phản ứng trên một đơn vị thể tích, do đó làm tăng tốc độ chất phản ứng lên hàng nghìn lần.Chất xúc tác tiêu cực thì ngược lại.
(4) Nồng độ: Khi các điều kiện khác không đổi, việc tăng nồng độ chất phản ứng sẽ làm tăng số lượng phân tử hoạt hóa trên một đơn vị thể tích, do đó làm tăng va chạm hiệu quả, tốc độ phản ứng tăng nhưng tỷ lệ phân tử hoạt hóa không thay đổi.
Các yếu tố hóa học từ bốn khía cạnh trên có thể giải thích rõ ràng việc phân loại các vị trí ăn mòn của chúng ta (ăn mòn pha khí, ăn mòn pha lỏng và ăn mòn bề mặt):
1) Trong ăn mòn pha khí, mặc dù thể tích không đổi nhưng áp suất lại tăng.Khi nhiệt độ tăng lên, sự hoạt hóa của không khí (oxy), nước và chất đẩy tăng lên, đồng thời số lượng va chạm cũng tăng lên, do đó sự ăn mòn ở pha khí tăng lên.Vì vậy, việc lựa chọn chất ức chế rỉ sét pha khí gốc nước thích hợp là rất quan trọng.
2) Ăn mòn pha lỏng, do kích hoạt nồng độ tăng lên, một số tạp chất có thể (chẳng hạn như ion hydro, v.v.) trong liên kết yếu và vật liệu đóng gói làm tăng tốc độ ăn mòn do va chạm, do đó việc lựa chọn chất chống gỉ pha lỏng cần được xem xét cẩn thận kết hợp với pH và nguyên liệu thô.
3) Phản ứng ăn mòn giao diện, kết hợp với áp suất, xúc tác kích hoạt, không khí (oxy), nước, chất đẩy, tạp chất (như ion hydro, v.v.), dẫn đến ăn mòn giao diện, tính ổn định và thiết kế của hệ thống công thức là rất quan trọng .
Quay lại câu hỏi trước, tại sao đôi khi kiểm tra độ ổn định có kết quả nhưng khi sản xuất hàng loạt vẫn có hiện tượng bất thường?Hãy xem xét những điều sau:
1: thiết kế độ ổn định của hệ thống công thức, chẳng hạn như thay đổi Ph, độ ổn định nhũ hóa, độ ổn định bão hòa, v.v.
2: tồn tại tạp chất trong nguyên liệu thô, chẳng hạn như sự thay đổi ion hydro và ion clorua
3: độ ổn định lô nguyên liệu thô, độ pH giữa các lô nguyên liệu thô, kích thước sai lệch hàm lượng, v.v.
4: độ ổn định của bình xịt, van và các vật liệu đóng gói khác, độ ổn định của độ dày của lớp mạ thiếc, sự thay thế nguyên liệu thô do giá nguyên liệu thô tăng
5: Phân tích cẩn thận mọi điểm bất thường trong kiểm tra độ ổn định, ngay cả khi đó là một thay đổi nhỏ, đưa ra phán đoán hợp lý thông qua so sánh ngang, khuếch đại kính hiển vi và các phương pháp khác (đây là khả năng còn thiếu nhất trong ngành bình xịt trong nước hiện nay)
Do đó, sự ổn định về chất lượng sản phẩm liên quan đến tất cả các khía cạnh và cần phải có một hệ thống chất lượng hoàn chỉnh để kiểm soát toàn bộ cảng chuỗi cung ứng (bao gồm tiêu chuẩn mua sắm, tiêu chuẩn nghiên cứu và phát triển, tiêu chuẩn kiểm tra, tiêu chuẩn sản xuất, v.v.) để đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng. chiến lược, để đảm bảo sự ổn định và phù hợp cuối cùng của sản phẩm của chúng tôi.
Thật không may, điều chúng tôi muốn chia sẻ hiện nay là việc kiểm tra độ ổn định không thể đảm bảo rằng không có vấn đề gì trong quá trình kiểm tra độ ổn định và việc sản xuất hàng loạt phải không có vấn đề gì.Kết hợp những cân nhắc trên và kiểm tra độ ổn định của từng sản phẩm, chúng ta có thể ngăn chặn phần lớn các mối nguy hiểm tiềm ẩn.Vẫn còn một số vấn đề đang chờ chúng ta tìm hiểu, khám phá và giải quyết.Một trong những điểm hấp dẫn của bình xịt là sẽ có nhiều người giải quyết được nhiều bí ẩn hơn.
Thời gian đăng: 23-06-2022
