Reologia e Lei de stokes

REOLOGIA
Definição: Reologia é a ciência que estuda a deformação dos sólidos e o fluxo ou escoamento
dos líquidos sob a acção de tensões. (rheos = escoamento)
Importância da análise reológica:
1)
2)
3)
4)
via de administração → facilidade em administrar → compliance do doente
escolha do equipamento de produção
estabilidade física da formulação
ensaio de CQ
Factores que afectam a análise reológica:
1)
2)
3)
4)
Temperatura
Concentração
Tamanho e carga eléctrica das partículas
Tipo de viscosímetro
Definições
Viscosidade() ou viscosidade dinâmica: resistência à força aplicada pelo movimento da agulha
no seio da preparação
Tensão de corte ( ou  “shearing stress”): Força/ área necessária para provocar o fluxo/
deformação (quanto maior a viscosidade, maior terá de ser a tensão de corte)
Velocidade de corte (D ou  “shear rate”): diferença de velocidade entre 2 planos paralelos de
líquidos separados por uma certa distância  gradiente de corte.
Unidades
Sistema
CGS
SI
Conversão
Viscosidade
P = g/cm.s
Pa.s
(Poise)
(Pascal)
1 P = 100 mPa.s
= 100 cP
= 1 dine.s/cm2
1Pa.s = 1 N.s/m2
Velocidade de corte
Tensão de corte
s-1
dine/cm2
s-1
Pa
Ver tabela de
conversão do
viscosímetro
(rpm)- entra em
conta c/ forma e
tamanho da agulha
1 dine/cm2 = 0,1 Pa
Lei de Newton: TC =  * VC (fluidez  =1/ = inverso do declive da recta)
(TC – valor de cedência) =  * VC (fluxo plástico)- gráfico de Fitch/ de Casson
Tipos de viscosímetros: (capilar/ cone e prato/ rotativo)
Geometries used for rotational rheometry (a—cylinder and cup; b, c and d—cone and cup; e and f—parallel
plates)
Classificação dos fluidos:
Fluidos Newtonianos: a viscosidade é constante a dada temperatura (real)
Ex: soluções
Fluidos Não Newtonianos: a viscosidade varia com a velocidade a dada temperatura
(aparente):
Plásticos de Bingham
Plásticos
Pseudoplásticos
Dilatantes
Fluidos de Casson
aparente independente do tempo
Tixotrópicos
Reopéxicos = Reopéticos
aparente dependente do tempo
Alteração
das
propriedades
reológicas
por
envelhecimento:
endurecimento
Tecnologia Farmacêutica II
EXERCÍCIOS
1- Reologia: Os resultados reológicos apresentados na tabela foram obtidos para um sistema
plástico com viscosímetro. Calcular o valor de cedência e a viscosidade da suspensão em análise.
Quais os gráficos que permitem calcular o valor de cedência?
Gradiente Tensão de
de corte corte
(s-1)
(dine/cm2)
100
200
300
400
500
600
10200
11200
12200
13200
14200
15200
2- Complete a seguinte tabela e trace os respectivos gráficos:
velocidade de corte
(rpm)
6 agullha 4
12 T= 13ºC
30 30s
60
30
12
6
(s-1) Viscosidade (cP)
7,34
13000
14,68
13230
36,71
9800
73,42
8160
36,71
9700
14,68
13500
7,34
14500
Tensão de corte (dine.cm-2)
3- Como explica o fenómeno de tixotropia. Quando formula uma suspensão é de ter em
consideração esse fenómeno? Justifique.
4- Porque razão se fala em viscosidade aparente para um fluido pseudoplástico?
5- A caracterização reológica de uma forma farmacêutica semi-sólida é importante. Explique
porquê e como procederia para o realizar.
Tecnologia Farmacêutica II
1- Lei de Stokes: Um pó grosso com uma densidade de 3,50g/cm3 e com partículas com um
diâmetro médio de 120µm foi disperso num meio aquoso com uma densidade de 1, 010 g/cm3
contendo 1% de carboximetilcelulose. A viscosidade do meio para velocidades de corte baixas
foi de 30 poises. Calcular a velocidade de sedimentação média do pó em cm/seg.
2- Um pó com uma densidade de 1,8 g/ml e com partículas com um diâmetro médio de 80 m foi
disperso em meio aquoso com a densidade de 1,0 g/ml. A velocidade de sedimentação média do
pó foi 3* 10-4 cm/seg. Calcular a viscosidade do meio em unidades SI. (g = 9,80665m/s2)