suspensiones
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
Mercedes Fernández ArévaloMercedes Fernández Arévalo
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CLASIFICACIÓN DE OSTWALDCLASIFICACIÓN DE OSTWALD
Dispersiones groserasDispersiones groseras
ColoidesColoides
Soluciones verdadesSoluciones verdades
Ø part. > 0.1 Ø part. > 0.1 µµµµµµµµmm
0.1 0.1 µµµµµµµµm > Ø part. > 0.001 m > Ø part. > 0.001 µµµµµµµµmm
Ø part. < 0.1 Ø part. < 0.1 µµµµµµµµmm
FIFI
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ESTADO DE AGREGACIÓN DE LA MATERIAESTADO DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA
FE FI TIPO DE SISTEMA EJEMPLOFE FI TIPO DE SISTEMA EJEMPLO
Gas Sólido Aerosol Gas Sólido Aerosol HumoHumo
Gas Líquido Aerosol Gas Líquido Aerosol NieblaNiebla
Líquido Sólido Suspensión, sol. Líquido Sólido Suspensión, sol. colidalcolidal SuspSusp., tinta., tintaLíquido Líquido EmulsiónLíquido Líquido Emulsión LecheLecheLíquido Gas Espuma Líquido Gas Espuma E. de afeitarE. de afeitar
Sólido Sólido Sol sólido Sólido Sólido Sol sólido PerlasPerlasSólido Líquido Sólido Líquido EmulEmul. sólida Mantequilla . sólida Mantequilla Sólido Gas Espuma sólidaSólido Gas Espuma sólida
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APLICACIONESAPLICACIONES
•• Problemas de deglución:Problemas de deglución:F.FF.F. líq. admón. oral (. líq. admón. oral (fcofco. insoluble).. insoluble).
•• Estabilidad limitada en disoluciónEstabilidad limitada en disolución+ (suspensión extemporánea).+ (suspensión extemporánea).
•• Proporcionar superficie de contacto Proporcionar superficie de contacto elevada:elevada:Toxinas, neutralizar Toxinas, neutralizar pHpH, …, …
•• Enmascarar sabor.Enmascarar sabor.•• VehiculizarVehiculizar sist.sist. fcofco. de . de L.CL.C. (complejos).. (complejos).•• ......
SUSPENSIONESSUSPENSIONES
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
““SUSPENSIÓN ESTABLESUSPENSIÓN ESTABLE””
SDHSDH
INESTABILIDAD TERMODINÁMICAINESTABILIDAD TERMODINÁMICA
•• Tiempo de estabilidadTiempo de estabilidad•• RedispersiónRedispersión fácilfácil•• Viscosidad equilibradaViscosidad equilibrada•• Comportamiento reológico adecuadoComportamiento reológico adecuado•• FI: tamaño pequeño y homogéneoFI: tamaño pequeño y homogéneo
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
FORMULACIÓNFORMULACIÓN
1.1. HumectaciónHumectación
2.2. Sedimentación (Floculación controlada)Sedimentación (Floculación controlada)
3.3. Tamaño de partículaTamaño de partícula
4.4. ReologíaReología
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
FORMULACIÓNFORMULACIÓN
1.1. HumectaciónHumectación
2.2. Sedimentación (Floculación controlada)Sedimentación (Floculación controlada)
3.3. Tamaño de partículaTamaño de partícula
4.4. ReologíaReología
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
1.1. HUMECTACIÓNHUMECTACIÓNLA DIFUSIÓN DE UN LÍQUIDO SOBRE UN
SÓLIDO SÓLO OCURRIRÁ SI EL TRABAJO SE ADHESIÓN SUPERA AL DE COHESIÓN
= + = + -- WA WA LLγγγγγγγγ
SSγγγγγγγγ
LSLSγγγγγγγγ
HUMECTANTEHUMECTANTE
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
1.1. HUMECTACIÓNHUMECTACIÓN
Ángulo de contactoÁngulo de contacto
SÓLIDOSÓLIDO
AIREAIRE
LSLSγγγγγγγγ
LLγγγγγγγγ
SSγγγγγγγγ
LSLSγγγγγγγγ
SSγγγγγγγγ
LLγγγγγγγγ
coscosθθ ==SSγγγγγγγγ
LSLSγγγγγγγγ
LLγγγγγγγγ
θθ
Sólidos Sólidos hidrofílicoshidrofílicos Sólidos Sólidos hidrofóbicoshidrofóbicos
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
1.1. HUMECTACIÓNHUMECTACIÓN
Ángulo de contactoÁngulo de contacto
1.1. Sólidos Sólidos hidrofílicoshidrofílicos
2.2. Sólidos Sólidos hidrofóbicoshidrofóbicos
AGENTES HUMECTANTESAGENTES HUMECTANTES
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
AGENTES HUMECTANTESAGENTES HUMECTANTES
1.1. TENSIOACTIVOS (HLB = 7 TENSIOACTIVOS (HLB = 7 –– 9)9)
Orienta su cadena Orienta su cadena hidrofóbicahidrofóbicahacia la superficie hacia la superficie hidrofóbicahidrofóbicadel sólidodel sólido Sólido
Sólido
γγγγγγγγSS--LLRebaja laRebaja la
γγγγγγγγLL--GGRebaja laRebaja laEspumaEspuma
Sistemas floculadosSistemas floculados
< 0.1 %< 0.1 %
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
AGENTES HUMECTANTESAGENTES HUMECTANTES
1.1. TENSIOACTIVOS (HLB = 7 TENSIOACTIVOS (HLB = 7 –– 9)9)
< 0.1 %< 0.1 %
•• ORAL: ORAL: TweenTween®® y Spany Span®®
•• TTÓÓPICA: PICA: LSNaLSNa y y dioctildioctilsulfosuccinatosulfosuccinato NaNa
•• PARENTERAL: PARENTERAL: polisorbatospolisorbatos, , lecitinaslecitinas, , ……
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
AGENTES HUMECTANTESAGENTES HUMECTANTES
2.2. COLIDES HIDROFÍLICOSCOLIDES HIDROFÍLICOS
Forman capas Forman capas multimolecularesmultimoleculares en torno a la en torno a la superficie superficie hidrofóbicahidrofóbica del del sólido y aumentan ligeramente sólido y aumentan ligeramente la viscosidadla viscosidad
Sólido
> concentración: > concentración: gelificacióngelificación viscosaviscosa
< concentración: sistemas < concentración: sistemas defloculadosdefloculados
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
AGENTES HUMECTANTESAGENTES HUMECTANTES
2.2. COLIDES HIDROFÍLICOSCOLIDES HIDROFÍLICOS
•• POLPOLÍÍMEROS: MEROS: CMCNaCMCNa, , gomagomaacacia, acacia, alginatosalginatos, , ……
•• SSóólidoslidos insolublesinsolubles hidrhidróófilosfilos: : bentonitabentonita, , silicatossilicatos Al, Mg, Al, Mg, ssíílicelicecoloidalcoloidal, , ……
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
AGENTES HUMECTANTESAGENTES HUMECTANTES
3.3. DISOLVENTES HIDROMISCIBLESDISOLVENTES HIDROMISCIBLES
•• EtanolEtanol, , glicerolglicerol, , glicolesglicoles, , ……
γγγγγγγγLL--GGRebaja laRebaja la
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
FORMULACIÓNFORMULACIÓN
1.1. HumectaciónHumectación
2.2. Sedimentación (Floculación controlada)Sedimentación (Floculación controlada)
3.3. Tamaño de partículaTamaño de partícula
4.4. ReologíaReología
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
2.2. SEDIMENTACIÓNSEDIMENTACIÓN
Ley de Stoke
v = 2r2 (D - d) g / 9η
SedimentaciónSedimentación
FlotaciónFlotación
ESTABILIDADESTABILIDADESTADO ESTADO
INICIAL DEL INICIAL DEL SISTEMASISTEMA
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SUSPENSIONES: SedimentaciónSUSPENSIONES: Sedimentación
ESTADO INICIAL DEL SISTEMAESTADO INICIAL DEL SISTEMA
1.1. NO EXISTEN AGREGADOSNO EXISTEN AGREGADOSSISTEMA DEFLOCULADOSISTEMA DEFLOCULADO
•• Velocidad de sedimentación Velocidad de sedimentación lentalenta
•• Sedimentos no Sedimentos no redispersablesredispersables
•• CAKINGCAKING
•• INESTABILIDAD IRREVERSIBLEINESTABILIDAD IRREVERSIBLE x
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SUSPENSIONES: SedimentaciónSUSPENSIONES: Sedimentación
ESTADO INICIAL DEL SISTEMAESTADO INICIAL DEL SISTEMA
2.2. EXISTEN AGREGADOSEXISTEN AGREGADOS
FLOCULADOSFLOCULADOS•• Velocidad de sedimentación Velocidad de sedimentación
rápidarápida
•• Sedimentos poco Sedimentos poco compactoscompactos
•• REDISPERSABLESREDISPERSABLES
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
ESTADO INICIAL DEL SISTEMAESTADO INICIAL DEL SISTEMA
3.3. EXISTEN AGREGADOSEXISTEN AGREGADOS
COAGULADOSCOAGULADOS•• IRREVERSIBLESIRREVERSIBLES
SUSPENSIONES: SedimentaciónSUSPENSIONES: Sedimentación
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
ESTADO INICIAL DEL SISTEMAESTADO INICIAL DEL SISTEMA
1.1. NO EXISTAN AGREGADOSNO EXISTAN AGREGADOS
2.2. EXISTAN AGREGADOS FLOCULADOSEXISTAN AGREGADOS FLOCULADOS
3.3. EXISTAN AGREGADOS COAGULADOSEXISTAN AGREGADOS COAGULADOS
SUSPENSIONES: SedimentaciónSUSPENSIONES: Sedimentación
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
ESTADO INICIAL DEL SISTEMAESTADO INICIAL DEL SISTEMA
1.1. NO EXISTAN AGREGADOSNO EXISTAN AGREGADOS
2.2. EXISTAN AGREGADOS FLOCULADOSEXISTAN AGREGADOS FLOCULADOS
3.3. EXISTAN AGREGADOS COAGULADOSEXISTAN AGREGADOS COAGULADOS
•• Sedimentación rápidaSedimentación rápida
•• Apariencia peorApariencia peor
•• Agitación correcta Agitación correcta
•• RedispersiónRedispersión fácil fácil (dosificación)(dosificación)
•• ReversibleReversible
VISCOSIDADVISCOSIDAD
FLOCULACIÓNFLOCULACIÓN
COMPORTAMIENTO COMPORTAMIENTO REOLÓGICOREOLÓGICO
SUSPENSIONES: SedimentaciónSUSPENSIONES: Sedimentación
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
FORMULAR SUSPENSIONES FORMULAR SUSPENSIONES EN FORMA DE SISTEMAS EN FORMA DE SISTEMAS
FLOCULADOS VISCOSIZADOSFLOCULADOS VISCOSIZADOS
CON COMPORTAMIENTO REOLÓGICO PSEUDOPLÁSTICO CON VALOR DE RUPTURA Y
COMPORTAMIENTO TIXOTRÓPICO
SUSPENSIONES: SedimentaciónSUSPENSIONES: Sedimentación
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SUSPENSIONESSUSPENSIONESESTADO INICIAL DEL SISTEMAESTADO INICIAL DEL SISTEMA
�� Tamaño fase interna Tamaño fase interna > 1 > 1 µµµµµµµµmm
�� Forma irregularForma irregular
�� Carga eléctrica Carga eléctrica moderadamoderada
�� > concentración> concentración
FLOCULACIÓN FLOCULACIÓN FÁCILFÁCIL
�� Partículas < 1 Partículas < 1 µµµµµµµµmm
�� Carga eléctrica Carga eléctrica elevadaelevada
Disminuir fuerzas de Disminuir fuerzas de repulsión repulsión
interparticularesinterparticulares
VARIACIÓN ZVARIACIÓN Z
SUSPENSIONES: SedimentaciónSUSPENSIONES: Sedimentación
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
MÉTODOS DE FLOCULACIÓN MÉTODOS DE FLOCULACIÓN CONTROLADACONTROLADA
CONTROL DE LAS CONTROL DE LAS FUERZAS DE FUERZAS DE
INTERACCIONES INTERACCIONES INTERPARTICULARESINTERPARTICULARES
POTENCIAL ELECROCINÉTICOPOTENCIAL ELECROCINÉTICO
SUSPENSIONES: SedimentaciónSUSPENSIONES: Sedimentación
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Energía potencial total
Distancia entre las partículas
+ Repulsión
- Atracción
Mínimo Mínimo
primarioprimario
Mínimo Mínimo
secundariosecundario
Máximo Máximo
primarioprimario
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
MÉTODOS DE FLOCULACIÓN CONTROLADAMÉTODOS DE FLOCULACIÓN CONTROLADA
1.1. ELECROLITOSELECROLITOS
�� CONCENTRACIÓN ÓPTIMACONCENTRACIÓN ÓPTIMA(Concentraciones mayores y menores producen (Concentraciones mayores y menores producen desagregación)desagregación)
�� VALENCIAVALENCIA(Aumenta la eficacia (y la toxicidad) de forma (Aumenta la eficacia (y la toxicidad) de forma exponencial)exponencial)
1. Variación del potencial Z (1. Variación del potencial Z (ζ)ζ)2. Altura del sedimento (h)2. Altura del sedimento (h)
CONTROL:CONTROL:
SUSPENSIONES: SedimentaciónSUSPENSIONES: Sedimentación
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
MÉTODOS DE FLOCULACIÓN CONTROLADAMÉTODOS DE FLOCULACIÓN CONTROLADA
1.1. ELECROLITOSELECROLITOS
ζζ hh
00
-- 5050
5050
100100
Concentración de electrolitoConcentración de electrolito
++++++++
++
++ ++
++
++++--++++
++
++ --
--
----------
--
-- --
--
--
SUSPENSIONES: SedimentaciónSUSPENSIONES: Sedimentación
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
MÉTODOS DE FLOCULACIÓN CONTROLADAMÉTODOS DE FLOCULACIÓN CONTROLADA
2.2. CONTROL DE CONTROL DE pHpH
3.3. CONTROL DE [IONES]CONTROL DE [IONES]
Si la adquisición de cargas es por ionización de Si la adquisición de cargas es por ionización de grupos químicosgrupos químicos
Pueden provocar cargas superficialesPueden provocar cargas superficiales
4.4. TENSIOACTIVOSTENSIOACTIVOSIónicos: neutralizanIónicos: neutralizanNo iónicos: efecto No iónicos: efecto estéricoestérico y formación de puentesy formación de puentes
5.5. PÓLÍMEROS NO IÓNICOSPÓLÍMEROS NO IÓNICOS
Formación de puentes y Formación de puentes y viscosizaciónviscosización
SUSPENSIONES: SedimentaciónSUSPENSIONES: Sedimentación
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
FORMULAR SUSPENSIONES FORMULAR SUSPENSIONES EN FORMA DE SISTEMAS EN FORMA DE SISTEMAS
FLOCULADOS VISCOSIZADOSFLOCULADOS VISCOSIZADOS
CON COMPORTAMIENTO REOLÓGICO PSEUDOPLÁSTICO CON VALOR DE RUPTURA Y
COMPORTAMIENTO TIXOTRÓPICO
SUSPENSIONES: SedimentaciónSUSPENSIONES: Sedimentación
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AGENTES VISCOSIZANTESAGENTES VISCOSIZANTES
SUSPENSIONESSUSPENSIONES
1.1. POLISACÁRIDOSPOLISACÁRIDOSGoma acacia (arábiga): Goma acacia (arábiga): estabilización estérica
Goma tragacantoGoma tragacanto
AlginatoAlginato
Almidón: Almidón: siempre combinado
Propiedades tixotrópicas
PARÁMETROS A CONTROLAR:
T, pH, iones, estabilidad, cambios en la viscosidad, …
SUSPENSIONES: SedimentaciónSUSPENSIONES: Sedimentación
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AGENTES HUMECTANTESAGENTES HUMECTANTES
SUSPENSIONESSUSPENSIONES
2.2. CELULOSAS HIDROSOLUBLESCELULOSAS HIDROSOLUBLESMetilMetil--
HidroxietilHidroxietil--
NaNa carboximetilcarboximetil--
--microcristalinamicrocristalina
PARÁMETROS A CONTROLAR:
Reología, solubilidad, solubilidad pH - T, viscosidad, compatibilidad, …
SUSPENSIONES: SedimentaciónSUSPENSIONES: Sedimentación
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AGENTES HUMECTANTESAGENTES HUMECTANTES
SUSPENSIONESSUSPENSIONES
3.3. SILICATOS HIDRATADOS: SILICATOS HIDRATADOS: Geles tixotrópicos
Bentonita: Bentonita: contaminación microbiana
Silicato AlSilicato Al
Silicato Silicato MgMgIncompatibles con sales
4.4. CARBOPOLCARBOPOL®®: : PolPolíímerosmeros acracríílicoslicos = = áácidocido acracríílicolico + + alilalil sacarosasacarosa
Soluciones ácidas de baja viscosidad pH = 6.0
5.5. DIDIÓÓXIDO DE SXIDO DE SÍÍLICE COLOIDALLICE COLOIDALSUSPENSIONES NO ACUOSASSUSPENSIONES NO ACUOSAS
SUSPENSIONES: SedimentaciónSUSPENSIONES: Sedimentación
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
FORMULACIÓNFORMULACIÓN
1.1. HumectaciónHumectación
2.2. Sedimentación (Floculación controlada)Sedimentación (Floculación controlada)
3.3. Tamaño de partículaTamaño de partícula
4.4. ReologíaReología
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
3.3. TAMAÑO DE PARTÍCULATAMAÑO DE PARTÍCULA
OBTENCIÓN OBTENCIÓN -- CRECIMIENTOCRECIMIENTO
•• Vía de administraciónVía de administración•• Control de la velocidad de liberaciónControl de la velocidad de liberación•• Éxito terapéuticoÉxito terapéutico•• Estabilidad Estabilidad –– Velocidad de sedimentación, Velocidad de sedimentación, agregación, …agregación, …
MÉTODO DE PREPARACIÓNMÉTODO DE PREPARACIÓNCONDICIONES DE PREPARACIÓNCONDICIONES DE PREPARACIÓN
HÁBITO CRISTALINOHÁBITO CRISTALINOESTRUCTURA CRISTALINA ESTRUCTURA CRISTALINA –– POLIMORFISMOPOLIMORFISMO
CONDICIONES DE ALMACENAMIENTOCONDICIONES DE ALMACENAMIENTO
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
FORMULACIÓNFORMULACIÓN
1.1. HumectaciónHumectación
2.2. Sedimentación (Floculación controlada)Sedimentación (Floculación controlada)
3.3. Tamaño de partículaTamaño de partícula
4.4. ReologíaReología
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
4.4. REOLOGÍA DE SUSPENSIONESREOLOGÍA DE SUSPENSIONES
ESTABILIDAD ESTABILIDAD -- ADMINISTRACIÓNADMINISTRACIÓN
REPOSOREPOSO(Almacenamiento)(Almacenamiento)
VISCOSIDAD ELEVADA VISCOSIDAD ELEVADA FÁCILMENTE REDUCIBLE POR AGITACIÓNFÁCILMENTE REDUCIBLE POR AGITACIÓN
Y RECUPERABLE Y RECUPERABLE
< sedimentación Reconstitución y homogeneización
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
FORMULAR SUSPENSIONES EN FORMULAR SUSPENSIONES EN FORMA DE SISTEMAS FORMA DE SISTEMAS
FLOCULADOS VISCOSIZADOS FLOCULADOS VISCOSIZADOS
CON COMPORTAMIENTO CON COMPORTAMIENTO REOLÓGICO PSEUDOPLÁSTICO REOLÓGICO PSEUDOPLÁSTICO CON VALOR DE RUPTURA Y CON VALOR DE RUPTURA Y
COMPORTAMIENTO TIXOTRÓPICOCOMPORTAMIENTO TIXOTRÓPICO
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
REOLOGÍA DE LA REOLOGÍA DE LA SUSPENSIÓNSUSPENSIÓN
Sistema floculado
Sistema no floculado
Vehículo Newtoniano (VN)
Vehículo no Newtoniano (VnN)
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
SISTEMA FLOCULADO
1.1. > Viscosidad> Viscosidad
2.2. > Concentración Unión > Concentración Unión interinter--flóculosflóculos
Resisten cierta fuerza de cizallaResisten cierta fuerza de cizalla
•• VN VN (viscosidad (viscosidad ctecte.).)
•• VnNVnN
Formular con Formular con viscosizantesviscosizantes
Suspensión Suspensión más fácilmás fácil
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SUSPENSIONESSUSPENSIONES
SISTEMA DEFLOCULADO
1.1. > Concentración> Concentración DILATANCIADILATANCIA
2.2. Reducir la velocidad de sedimentaciónReducir la velocidad de sedimentación
•• VN VN (viscosidad (viscosidad ctecte.).)
•• VnNVnN pseudoplásticopseudoplástico
Formular con Formular con viscosizantesviscosizantes
CAKINGCAKING
Formulación Formulación más adecuadamás adecuada
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SUSPENSIONESSUSPENSIONESPREPARACIÓNPREPARACIÓN
1.1. MÉTODOS DE PRECIPITACIÓNMÉTODOS DE PRECIPITACIÓN
•• CAMBIO DE CAMBIO DE pHpH (solubilidad (solubilidad pHpH dependiente)dependiente)
Parámetros: agitación, T, Parámetros: agitación, T, pHpH inicial y final, inicial y final, velocidad de cambio de velocidad de cambio de pHpH, …, …
TAMAÑO DE PARTÍCULA, POLIMORFISMOTAMAÑO DE PARTÍCULA, POLIMORFISMO
•• ADICIÓN DE DISOLVENTES ORGÁNICOSADICIÓN DE DISOLVENTES ORGÁNICOS
ESTADO DE SUPERSATURACIÓN
FORMACIÓN Y CRECIMIENTO DE CRISTALES
TIEMPO DEPENDIENTE
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SUSPENSIONESSUSPENSIONESPREPARACIÓNPREPARACIÓN
2.2. MÉTODOS DE DISPERSIÓNMÉTODOS DE DISPERSIÓN
Dispersión del sólido FINAMENTE DIVIDIDO Dispersión del sólido FINAMENTE DIVIDIDO en el vehículoen el vehículo
HUMECTANTES
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SUSPENSIONESSUSPENSIONESPREPARACIÓNPREPARACIÓN
�� ADITIVOSADITIVOS
�� CONTROLESCONTROLES
•• Volumen de sedimentaciónVolumen de sedimentación•• RedispersiónRedispersión•• Centrifugación Centrifugación (estabilidad relativa)(estabilidad relativa)
•• Comportamiento reológicoComportamiento reológico•• Tamaño de partícula Tamaño de partícula (suspensiones (suspensiones defloculadasdefloculadas))
•• Medidas electrocinéticasMedidas electrocinéticas•• ……