界面レオロジー

気液界面および液液界面のレオロジーおよび粘弾性を測定するための特許取得済みシステムです。

レオメーターは通常、材料の三次元バルク特性を測定するために使用されます。しかし、医薬品、食品、パーソナルケア製品、コーティング剤など多くの材料は、液液界面または気液界面を構成しており、これらは固有のレオロジー特性を持ちます。このような場合、二次元界面の特性を評価することで、界面の動的挙動やバルク物性への構造的寄与に関する重要な情報が得られます。ARES‑G2およびARES‑G3レオメーター用の特許取得済みダブルウォールリング(DWR)システムは、広い測定範囲にわたり界面粘度および粘弾性を定量的に評価するための専用ジオメトリを提供します。

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Interfacial Rheology

テクノロジー

ARES‑G2およびARES‑G3レオメーターの界面アクセサリは、特許取得済みの白金–イリジウム製測定リングと、特別に設計されたデルリントラフで構成されています。これらの材料は化学的に不活性であり、清掃が容易であることから採用されています。トラフは独自のダブルウォールジオメトリを採用しており、界面が形成される両側に明確な界面せん断面を提供し、液体–空気または液体–気体界面における単分子膜の粘弾性応答に対する感度を高めています。

ダブルウォールリングは、界面がジオメトリリングのダイヤモンド形断面に“固定(pinned)”されるため、真に定量的な粘弾性測定が可能です。この特許取得済みリング(特許番号7,926,326)は直径60 mmで、使いやすさと最大限の感度を両立するよう設計されています。ダブルウォールリングジオメトリを使用することで、複雑なサブフェーズ補正を行うことなく、10-5 Pa·s·mという低界面粘度の測定が可能です。ARESレオメーターの独自技術であるセパレートモータートランスデューサー(SMT)設計により、装置慣性によるアーチファクトが排除され、界面システムとして最も広い周波数範囲での振動測定が可能です。

水–ドデカン界面におけるSPAN 65の界面特性

SPAN 65は非線形構造を持つ複雑な界面活性剤で、水とドデカンの界面に選択的に集まり、粘弾性単分子膜を形成します。図は、ARES‑G2およびARES‑G3レオメーターのダブルウォールリングを用いて評価された、この単分子膜の界面特性を示しています。左側の図は、70分にわたる界面形成の変化を示しており、貯蔵弾性率の継続的な増加が確認されます。右側の周波数スイープデータでは、界面組織の粘弾性特性が定量化されています。0.2 rad/s付近に明確な弾性率クロスオーバーが存在し、高周波数領域では弾性成分が支配的となることから、強い界面構造が示されています。このデータ品質は、100 rad/sという高周波数条件においても弱構造界面の粘弾性評価を可能にする、ARESレオメーターの高感度かつ慣性ゼロ測定の比類なき優位性を明確に示しています。

Interfacial properties of SPAN 65 at a water-dodecane interface

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