Estudio de caso: medición de la firmeza de la cera según ASTM D937-92

PRINCIPIO DE LA PRUEBA

El objetivo de la prueba es evaluar la dureza o firmeza de la cera utilizando una sonda cónica según el método estándar ASTM D937-92.

CONTEXTO

Las ceras son productos orgánicos producidos sintética y naturalmente. Por lo general, tienden a ser más suaves a temperaturas más altas y más duros a temperaturas más bajas (más frías). Por tanto, la "pegajosidad" y dureza de algunas ceras dependerá de la temperatura. Las ceras duras son menos pegajosas y, por lo tanto, adhesivas. Al variar la dureza de la cera utilizando diferentes grados de cera, se puede cambiar la naturaleza adhesiva o la tracción de la cera.

Muchos productos cosméticos, médicos y de cuidado personal contienen ceras. La capacidad de las ceras para producir un buen brillo, la firmeza del producto, así como sus propiedades de moldeado las hacen complementarias a la textura final del producto. La medición de la dureza (firmeza) de una cera determina si una cera de interés será adecuada para que un producto en particular produzca las propiedades deseadas.

El método estándar D937-92 utiliza un penetrómetro para determinar la profundidad de penetración de un cono estándar en condiciones definidas. El analizador de textura CT3 adoptó este método estándar utilizando los parámetros especificados, así como métodos de medición alternativos, como determinar la fuerza para penetrar una distancia específica. Los ángulos del cono pueden variar de 15 a 90 °.

MÉTODO

Equipo: CT3 con celda de carga de 4,5 kg

Sonda cónica de 30 °

Software TexturePro CT

Configuraciones:

Tipo de prueba: Voltaje

Tipo de prueba previa: 1,0 mm / s

Prueba de velocidad: 2,0 mm / s

Velocidad posterior a la prueba: 2,0 mm / s

Tipo de objetivo: Distancia

Valor objetivo: 30 mm

Fuerza de disparo: 20 gramos

Nota: Se recomienda que la velocidad previa a la prueba sea la misma o más lenta que la velocidad de prueba para una detección precisa del disparador; por ejemplo, una velocidad de prueba de 2 mm / s requerirá una velocidad previa a la prueba ≤ 2 mm / s.

Las muestras muy blandas no podrán alcanzar una fuerza de 150 g. En tales circunstancias, la muestra más blanda debe analizarse primero para determinar si el procedimiento funciona. Puede que sea necesario desarrollar un método apropiado.

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

En el método estándar, la muestra se funde a 82 ° C y se vierte en un recipiente estándar. La muestra se enfría a temperatura ambiente durante 16-18 horas (consulte el método estándar ASTM para obtener más información). Otro método (también utilizado en esta prueba) es analizar muestras directamente de sus envases originales. Si utiliza este método, las dimensiones del contenedor elegido deben informarse y aplicarse a las pruebas posteriores. La superficie de la muestra debe permanecer intacta e inalterada ya que esto puede afectar el resultado.

PROCEDIMIENTO

1. Conecte la sonda cónica al transductor de fuerza.

2. Alinee la muestra en el centro debajo de la sonda cónica y a 15 mm del borde del recipiente.

3. Inicie la prueba de penetración.

4. A medida que la sonda se retira de la muestra, sujete el recipiente firmemente para evitar que se levante.

5. Al pasar a la siguiente prueba, limpie la sonda cónica con un paño limpio y seco para eliminar todo rastro de cera.

Nota: La temperatura del cono también debe estar a temperatura ambiente antes de comenzar la prueba.

Esta prueba mide la distancia necesaria para generar una carga de 150 g. También se puede utilizar un método alternativo cuando se mide la fuerza necesaria para penetrar una distancia especificada.

RESULTADOS

El siguiente es un gráfico típico de TexturePro CT. El gráfico muestra la dureza de la cera de una vaselina utilizando una sonda cónica.

El gráfico de la Figura I muestra la dureza de la vaselina medida a partir de 50 ml, 3,5 x 5,0 cm.

El gráfico de la Figura II muestra la carga en función del tiempo para la dureza de la vaselina.

El gráfico de la Figura II muestra la carga en función del tiempo para la dureza de la vaselina.

OBSERVACIONES

Cuando se alcanza una fuerza de activación de 5 g, la sonda penetrará en la muestra hasta alcanzar una fuerza de 150 g. A esto le sigue un tiempo de retención de 5 segundos antes de que la sonda se retire de la muestra a una velocidad posterior a la prueba de 10 mm / s. La distancia de penetración depende de la dureza de la muestra. Una distancia de penetración grande indicará una muestra blanda, mientras que una distancia de penetración pequeña indicará una muestra más dura. La prueba es útil para comparar la dureza de diferentes ceras para determinar la elección de cera para un producto en particular.

La siguiente tabla muestra los valores promedio de una vaselina probada en varios sitios.