粘和黏两字曾存在混用历史,但现代汉语常用字表中,二者是独立规范汉字。粘字读音为zhān(多音字,作为姓氏nián与黏同音,起源女真,现闽台较多),强调通过两种物质连接或附着的能力。黏字读音为nián,描述物体本身内在具有的特质。本文结合质构测试,简要说明下二者的内容含义及实现方法。
1、粘性(Stickiness)
粘性描述的是两种样品接触表面之间的粘合力。例如,乳状样品粘在测试工装的程度就可以反映其附着性。在测试过程中,先将测试工装刺入(或切入)样品,到达预设值。测试工装以设定速度返回,抽离表面时样品附着在工装上,最后脱落,这个过程中最大力值,即为粘合力(即粘性),是样品对工装附着程度的量化指标。
实际上,粘合力的测试是一个拉伸过程,为得到数据,通常测试工装进入样品设定深度或力值后,可保持一段时间,将附着效果做到最好。在一些特殊测试中,为模拟实际应用环境,测试工装的形状、材质以及测试环境(温度/湿度等)的选择都非常重要。
2、黏性(Adhesiveness)
黏性衡量的是样品内部结合力的强度,它关注的是样品内部的一致性。例如,一块好的奶酪应该能够在压缩时保持一致,而不是轻易断裂,这个属性通过压缩过程中消耗的能量来评估。
黏性的测试和粘合力是同一测试方法,黏性的计算是测试工装抽离表面至附着样品从工装上脱落止(力值0点)曲线的面积,力值和位移的乘积,单位为N.mm,可换算为J(焦耳)。
3、测试要点
为得到准确的测试数据,进而评估不同批次样品的差异,需要从样品制备和仪器配置两个方面做好准备。
1)样品制备:选用相同规格的样品杯,容量一致;乳状样品为混悬体系,样品保存的温度和时间,对测试结果影响很大。
2)仪器配置:测试工装类型的选择,如切刀或圆柱,对测试结果影响很大,材质与形状也很关键;测试过程中有力值0点的判断(样品脱落瞬间),传感器精度及量程选择必须合理,如选择超过1kN量程的传感器,以一定的速度上下移动,真正的力值0点很难实现。如果0点不明确,亦可定义较小力值(如0.1N)作为基准点。
粘合力和黏性是乳状样品测试重要参数,一般通过质构测试和流变测试完成。质构为测试工装上下垂直运动(拉伸或压缩),流变为测试工装旋转运动(剪切)。流变学中,样品的黏度由震荡模式实现,设置不同的频率,通过转子的剪切,采集实时力与位移,通过计算得出黏度数据,进而分析样品的流动性。