| Using the RelaxoMeter to optimize processing procedures
由於其獨特的光學、熱學、電子和化學特性，氧化鋅 (ZnO) 被用於極其廣泛和多樣化的工業、醫療、製藥、農業和化妝品應用中
在本應用說明中，我們將探索使用 RelaxoMeter 優化「超細」級氧化鋅 (ZnO) 的加工。 這種特定等級的 ZnO 不同於常規的 USP (醫藥) 級材料和工業顏料級材料，因為它的粒徑要小得多 (< 200 nm)。 在這個尺寸下，可見光散射被最小化到顆粒在薄膜中看起來透明的程度，例如當防曬產品 – 通常配製為用於海灘使用的油包水 (W/O) 乳液 – 時產生的那些 擦在皮膚上，使這些產品在美學上可以接受
在這裡，我們提供了從 ZnO 懸浮液製造商提供的材料中獲得的數據，以證明 RelaxoMeter 的實用性和簡單性。 我們將探索如何使用弛豫時間測量來檢測加工條件的變化：影響乳液性能和經濟性的條件。 給出了相同微細級 ZnO 的兩種高固含量懸浮液的弛豫時間測量結果。 數據被繪製為一個無單位參數，即弛豫數 Rno，這是一個非常有用的實用指標。 Rno 的值隨著懸浮液或乳液中內相 (internal phase；例如：顆粒濃度) 的增加而增加，例如當大塊顆粒或聚集體通過研磨被分解時發生在前者中。 Rno 與懸浮液的可用潤濕表面積成正比且線性成正比 (請參閱 www.mageleka.com 上的 Mageleka 應用說明 4)
使用簡單的計算將原始弛豫時間數據轉換為潤濕表面積測量值 (參見 Mageleka 白皮書 1)，氧化鋅預混分散體的初始潤濕表面積確定為 50 m²g⁻¹。 然後使用在增加的加工壓力下運行的空化裝置 (cavitation device) 進一步加工預混批次。 對來自不同壓力水平的所得樣品進行弛豫時間分析 —— 弛豫測量是對直接從設備中取出的樣品進行的，無需進一步的樣品製備。 結果如 圖 1 所示
圖 1
紅線為沒添加分散劑樣品；壓力超過 2000 psi 時，曲線下彎 (表示 Rno 值下降；即濕潤表面積降低)；壓力越大，越下彎，表示超過 2000 psi 為過度研磨；
藍線為添加 0.5 % 分散劑，在 1500 psi 時即達到最大 Rno 值，表示有分散劑可在較低壓力下達到最佳加工條件
在第一個實驗中：如紅色曲線所示，ZnO 最初只是簡單地在高剪切 (轉子 /定子) 混合。 可以獲得約 52％ wt/wt 的固體負載
在沒有分散劑的情況下，隨後的空化研磨會導致 Rno 快速增加，但壓力超過 2000 psi 顯然會適得其反，因為 Rno 隨後會由於「過度研磨」而降低 (潤濕表面積峰值約為 350 m²g⁻¹)
在第二個實驗中 —— 如：藍色曲線所示 —— 使用了相同的轉子/定子 (用於生產預混料)，但樣品中現在含有濃度僅為 0.5% 的分散劑 (聚羥基硬脂酸)。 結果，ZnO 濃度能夠明顯增加到 60% wt/wt，而預混物黏度沒有任何不利變化。 重要的是，添加分散劑可顯著增加初始潤濕表面積，從 50 m²g⁻¹ 增加到 180 m²g⁻¹。 同樣，然後使用相同的空化設備對預混批次進行進一步加工，但請注意，現在可以在低得多的壓力 (大約 1500 psi) 下實現最佳研磨，這代表著顯著的能源 (和成本) 節省。 然而，操作壓力的任何進一步增加都會再次導致過度研磨。 該數據還證明了添加合適的分散劑的顯著效果，表明 RelaxoMeter 可用於優化分散劑的用量 (參見 Mageleka 應用說明 6)
總之，結果只是兩個信息示例，可以使用 RelaxoMeter 從磁共振弛豫測量中直接獲得。 使用傳統的實驗室粒子表徵儀器無法進行此類分析。 鑑於研磨 (和分散劑) 對性能特徵的影響，以及過度研磨的經濟影響，在工業相關條件下直接測量加工條件將有利於生產質量控制。 這現在可以通過 Mageleka RelaxoMeter 實現。 測量可以在幾分鐘內完成，因此幾乎可以實時監控任何銑削過程以獲得最佳條件，從而節省時間和金錢，並且 RelaxoMeter 的小占地面積使其可以輕鬆適應生產、研究和 QA/QC 環境
