Arrhenius 공식을 이용한 에어로졸 안정성 시험에 대한 이론적 고찰
에어로졸 제품을 출시하는 데 필요한 프로세스는 안정성 테스트를 수행하는 것입니다. 그러나 안정성 테스트를 통과하더라도 대량 생산 시 부식 누출 정도가 다르거나 대량 제품 품질 문제가 발생할 수 있음을 알 수 있습니다.그렇다면 우리가 안정성 테스트를 하는 것이 여전히 의미가 있나요?
우리는 일반적으로 50℃에서 3개월간 안정성 테스트를 진행하는 것이 상온에서 2년 동안의 이론적 테스트 주기와 동일하다고 이야기하는데, 그 이론적인 값은 어디서 나오는 걸까요?여기서 주목할만한 공식은 Arrhenius 공식입니다.Arrhenius 방정식은 화학 용어입니다.화학반응의 속도상수와 온도의 관계를 나타내는 실험식이다.많은 실습을 통해 이 공식이 기체 반응, 액상 반응 및 대부분의 다상 촉매 반응에만 적용 가능한 것이 아니라는 사실이 나타났습니다.
수식 작성(지수)
K는 속도 상수, R은 몰 가스 상수, T는 열역학적 온도, Ea는 겉보기 활성화 에너지, A는 사전 지수 인자(주파수 인자라고도 함)입니다.
Arrhenius의 실험식에서는 활성화 에너지 Ea가 온도와 무관한 상수로 간주되며 이는 특정 온도 범위 내에서 실험 결과와 일치한다는 점에 유의해야 합니다.그러나 온도 범위가 넓거나 반응이 복잡하기 때문에 LNK와 1/T는 좋은 직선이 아닙니다.활성화 에너지는 온도와 관련이 있으며 Arrhenius 실험식은 일부 복잡한 반응에 적용할 수 없음을 보여줍니다.
에어로졸에 대한 Arrhenius의 실험식을 따를 수 있습니까?상황에 따라 에어로졸 제품의 "활성화 에너지 Ea"가 온도와 관계없이 안정적인 상수인 경우 몇 가지 예외를 제외하고 대부분을 따릅니다.
Arrhenius 방정식에 따르면 화학적 영향 요인에는 다음과 같은 측면이 포함됩니다.
(1) 압력: 가스와 관련된 화학 반응의 경우 다른 조건이 변하지 않을 때(부피 제외) 압력을 높이십시오. 즉, 부피가 감소하고 반응물의 농도가 증가하며 단위 부피당 활성화된 분자의 수가 증가하고 단위 시간당 유효 충돌 횟수가 증가하고 반응 속도가 빨라집니다.그렇지 않으면 감소합니다.부피가 일정하면 반응 속도는 압력 하에서 일정하게 유지됩니다(화학 반응에 참여하지 않는 기체를 추가함으로써).농도가 변하지 않기 때문에 부피당 활성 분자의 수도 변하지 않습니다.그러나 일정한 부피에서 반응물을 추가하면 다시 압력을 가하고 반응물의 농도를 높이면 속도가 증가합니다.
(2) 온도: 온도가 올라가면 반응물 분자는 에너지를 얻습니다. 따라서 원래의 저에너지 분자 중 일부가 활성화된 분자가 되어 활성화된 분자의 비율이 증가하고 유효 충돌 횟수가 증가하여 반응이 진행됩니다. 요금 인상(주된 이유).물론, 온도의 상승으로 인해 분자 운동 속도가 빨라지고, 단위 시간당 반응물의 분자 충돌 횟수도 늘어나며, 그에 따라 반응도 빨라지게 된다(2차 원인).
(3) 촉매: 양성 촉매를 사용하면 반응에 필요한 에너지를 줄일 수 있으므로 더 많은 반응물 분자가 활성화된 분자가 되어 단위 부피당 반응물 분자의 비율을 크게 향상시켜 반응물의 속도를 수천 배 증가시킬 수 있습니다.부정적인 촉매는 그 반대입니다.
(4) 농도: 다른 조건이 동일할 때, 반응물의 농도를 높이면 단위 부피당 활성화된 분자 수가 증가하므로 유효 충돌이 증가하고, 반응 속도는 증가하지만 활성화된 분자의 비율은 변하지 않습니다.
위 네 가지 측면의 화학적 요인은 부식 부위의 분류(기상 부식, 액상 부식 및 계면 부식)를 잘 설명할 수 있습니다.
1) 기상 부식에서는 부피는 변하지 않지만 압력은 증가합니다.온도가 상승함에 따라 공기(산소), 물, 추진제의 활성화가 증가하여 충돌 횟수가 증가하므로 기상 부식이 심해진다.따라서 적절한 수성 기상 방청제를 선택하는 것이 매우 중요합니다.
2) 액상 부식, 농도 증가로 인해 일부 불순물(예: 수소 이온 등)이 약한 링크에 있을 수 있으며 포장 재료의 충돌이 가속화되어 부식이 발생하므로 액상 방청제의 선택을 신중하게 고려해야 합니다. pH와 원료를 결합합니다.
3) 인터페이스 부식은 압력, 활성화 촉매 작용, 공기(산소), 물, 추진제, 불순물(예: 수소 이온 등) 포괄적인 반응과 결합되어 인터페이스 부식을 초래하므로 공식 시스템의 안정성과 설계가 매우 중요합니다. .
이전 질문으로 돌아가서, 때때로 안정성 테스트는 성공하지만 대량 생산에서는 여전히 예외가 발생하는 이유는 무엇입니까?다음을 고려하세요:
1: Ph 변화, 유화 안정성, 포화 안정성 등과 같은 공식 시스템의 안정성 설계
2 : 수소이온, 염화물이온의 변화 등 원료에 불순물이 존재함
3: 원료 배치 안정성, 원료 배치 간 pH, 함량 편차 크기 등
4: 에어로졸 캔 및 밸브 등 포장재의 안정성, 주석 도금층 두께의 안정성, 원자재 가격 상승으로 인한 원자재 교체
5: 안정성 시험의 모든 이상현상을 면밀히 분석하고, 작은 변화라도 수평비교, 미세증폭 등의 방법을 통해 합리적인 판단을 내린다. (현재 국내 에어로졸 업계에서 가장 부족한 능력이다.)
따라서 제품 품질 안정성은 모든 측면을 포함하며 품질 표준을 충족하기 위해 전체 공급망 포트(조달 표준, 연구 개발 표준, 검사 표준, 생산 표준 등 포함)를 제어하는 완벽한 품질 시스템을 갖추는 것이 필요합니다. 제품의 최종 안정성과 적합성을 보장하기 위한 전략입니다.
불행하게도 현재 우리가 공유하고 싶은 것은 안정성 테스트가 안정성 테스트에 문제가 없다는 것을 보장할 수 없으며 대량 생산에도 문제가 없어야 한다는 것입니다.위의 고려 사항과 각 제품의 안정성 테스트를 결합하면 숨겨진 위험의 대부분을 예방할 수 있습니다.우리가 탐구하고, 발견하고, 해결해야 할 몇 가지 문제가 여전히 남아 있습니다.에어로졸의 매력 중 하나는 더 많은 사람들이 더 많은 미스터리를 풀 것으로 기대된다는 점이다.
게시 시간: 2022년 6월 23일
