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Discusión teórica sobre la prueba de estabilidad de aerosoles inducida por la fórmula de Arrhenius

Discusión teórica sobre la prueba de estabilidad de aerosoles inducida por la fórmula de Arrhenius

El proceso necesario para que se lancen nuestros productos en aerosol es realizar una prueba de estabilidad, pero encontraremos que aunque la prueba de estabilidad haya pasado, todavía habrá diferentes grados de fugas de corrosión en la producción en masa, o incluso problemas de calidad del producto en masa.Entonces, ¿sigue siendo significativo para nosotros hacer una prueba de estabilidad?
Por lo general, hablamos de 50 ℃, tres meses de prueba de estabilidad equivalen a dos años de ciclo de prueba teórico a temperatura ambiente, entonces, ¿de dónde proviene el valor teórico?Es necesario mencionar aquí una fórmula notable: la fórmula de Arrhenius.La ecuación de Arrhenius es un término químico.Es una fórmula empírica de la relación entre la constante de velocidad de una reacción química y la temperatura.Mucha práctica muestra que esta fórmula no solo es aplicable a la reacción de gas, la reacción en fase líquida y la mayoría de las reacciones catalíticas multifásicas.
Escritura de fórmulas (exponencial)

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K es la constante de velocidad, R es la constante molar de los gases, T es la temperatura termodinámica, Ea es la energía de activación aparente y A es el factor preexponencial (también conocido como factor de frecuencia).

Cabe señalar que la fórmula empírica de Arrhenius asume que la energía de activación Ea se considera una constante independiente de la temperatura, lo que es consistente con los resultados experimentales dentro de un cierto rango de temperatura.Sin embargo, debido a un amplio rango de temperatura o reacciones complejas, LNK y 1/T no son una buena línea recta.Muestra que la energía de activación está relacionada con la temperatura y la fórmula empírica de Arrhenius no es aplicable a algunas reacciones complejas.

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¿Podemos todavía seguir la fórmula empírica de Arrhenius en aerosoles?Dependiendo de la situación, se siguen la mayoría de ellos, con algunas excepciones, siempre que, por supuesto, la "energía de activación Ea" del producto en aerosol sea una constante estable independiente de la temperatura.
Según la ecuación de Arrhenius, sus factores de influencia química incluyen los siguientes aspectos:
(1) Presión: para reacciones químicas que involucran gas, cuando otras condiciones permanecen sin cambios (excepto el volumen), aumenta la presión, es decir, el volumen disminuye, la concentración de reactivos aumenta, el número de moléculas activadas por unidad de volumen aumenta, el número de las colisiones efectivas por unidad de tiempo aumentan y la velocidad de reacción se acelera;De lo contrario, disminuye.Si el volumen es constante, la velocidad de reacción permanece constante a presión (agregando un gas que no toma parte en la reacción química).Como la concentración no cambia, el número de moléculas activas por volumen no cambia.Pero a volumen constante, si agrega los reactivos, nuevamente aplica presión y aumenta la concentración de los reactivos, aumenta la velocidad.
(2) Temperatura: mientras se eleva la temperatura, las moléculas reactivas ganan energía, de modo que parte de las moléculas originales de baja energía se convierten en moléculas activadas, aumentando el porcentaje de moléculas activadas, aumentando el número de colisiones efectivas, de modo que la reacción aumentos de tarifas (la razón principal).Por supuesto, debido al aumento de la temperatura, la tasa de movimiento molecular se acelera y el número de colisiones moleculares de los reactivos por unidad de tiempo aumenta, y la reacción se acelerará en consecuencia (causa secundaria).
(3) Catalizador: el uso de un catalizador positivo puede reducir la energía requerida para la reacción, de modo que más moléculas reactivas se conviertan en moléculas activadas, mejorando en gran medida el porcentaje de moléculas reactivas por unidad de volumen, aumentando así la tasa de reactivos miles de veces.El catalizador negativo es lo contrario.
(4) Concentración: cuando otras condiciones son iguales, al aumentar la concentración de reactivos aumenta el número de moléculas activadas por unidad de volumen, lo que aumenta la colisión efectiva, aumenta la velocidad de reacción, pero el porcentaje de moléculas activadas no cambia.
Los factores químicos de los cuatro aspectos anteriores pueden explicar bien nuestra clasificación de los sitios de corrosión (corrosión en fase gaseosa, corrosión en fase líquida y corrosión en la interfase):
1) En la corrosión en fase gaseosa, aunque el volumen permanece invariable, la presión aumenta.A medida que aumenta la temperatura, aumenta la activación del aire (oxígeno), el agua y el propelente, y aumenta el número de colisiones, por lo que se intensifica la corrosión en fase gaseosa.Por lo tanto, la selección del inhibidor de herrumbre en fase gas a base de agua apropiado es muy crítica.
2) corrosión en fase líquida, debido a la activación de una mayor concentración, algunas impurezas pueden (como iones de hidrógeno, etc.) en un eslabón débil y materiales de empaque colisión acelerada producida corrosión, por lo que la elección del agente antioxidante en fase líquida debe considerarse cuidadosamente combinado con pH y materias primas.
3) corrosión de la interfaz, combinada con presión, catálisis de activación, aire (oxígeno), agua, propelente, impurezas (como iones de hidrógeno, etc.) reacción integral, lo que resulta en corrosión de la interfaz, la estabilidad y el diseño del sistema de fórmula es muy clave .

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Volviendo a la pregunta anterior, ¿por qué a veces la prueba de estabilidad funciona, pero todavía hay una anomalía cuando se trata de la producción en masa?Considera lo siguiente:
1: diseño de estabilidad del sistema de fórmula, como cambio de Ph, estabilidad de emulsificación, estabilidad de saturación, etc.
2: existen impurezas en la materia prima, como cambios en los iones de hidrógeno y los iones de cloruro
3: estabilidad de lotes de materias primas, ph entre lotes de materias primas, tamaño de desviación de contenido, etc.
4: la estabilidad de las latas y válvulas de aerosol y otros materiales de embalaje, la estabilidad del espesor de la capa de estaño, el reemplazo de materias primas causado por el aumento de precios de las materias primas
5: Analice cuidadosamente cada anomalía en la prueba de estabilidad, incluso si se trata de un cambio pequeño, emita un juicio razonable a través de la comparación horizontal, la amplificación microscópica y otros métodos (esta es la capacidad que más falta en la industria doméstica de aerosoles en la actualidad)
Por lo tanto, la estabilidad de la calidad del producto involucra todos los aspectos, y es necesario tener un sistema de calidad completo para controlar todo el puerto de la cadena de suministro (incluidos los estándares de adquisición, los estándares de investigación y desarrollo, los estándares de inspección, los estándares de producción, etc.) para cumplir con el estándar de calidad. estrategia, para asegurar la estabilidad y conformidad final de nuestros productos.
Desafortunadamente, lo que queremos compartir en este momento es que las pruebas de estabilidad no pueden garantizar que no haya problemas en las pruebas de estabilidad, y la producción en masa no debe tener problemas.Combinando las consideraciones anteriores y las pruebas de estabilidad de cada producto, podemos prevenir la gran mayoría de los peligros ocultos.Todavía hay algunos problemas que nos esperan para explorar, descubrir y resolver.Uno de los atractivos de los aerosoles es que se espera que más personas resuelvan más misterios.


Hora de publicación: 23-jun-2022
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