na indústria de revestimentos, a sedimentação de pigmentos e cargas tem um impacto significativo nas propriedades dos revestimentos no ponto de uso. ser capaz de caracterizar com precisão a sedimentação é crucial para o desenvolvimento de revestimentos estáveis em prateleira – mas a maioria do teste de sedimentação ainda é realizado por inspeção visual. neste artigo, vamos dar uma olhada nos fundamentos da sedimentação, porque a sedimentação é importante na indústria de revestimento, e como os analisadores de estabilidade permitem a otimização precisa de formulações de revestimento.¹

fundamentos de sedimentação

sedimentação é o processo pelo qual partículas sólidas, inicialmente suspensas em uma fase líquida, se depositam no fundo de um recipiente ao longo do tempo. a sedimentação ocorre fundamentalmente devido a uma diferença de densidade entre as duas fases. relativamente densa partículas sólidas irão naturalmente afundar no fundo de um fluido menos denso pelas mesmas razões que uma pedra afundará no fundo de um lago, ou que a poeira transportada pelo ar eventualmente se depositará no solo.

uma descrição básica da sedimentação é dada pela lei de Stokes, que considera partículas esféricas caindo através de um fluido simples. a lei de Stokes produz uma equação para a velocidade v na qual uma partícula sólida cairá da suspensão:

vu003d(Δρ_p gd^2)/18η

nesta equação, Δρ_p é a diferença entre as densidades das fases sólida e líquida, g é a força da gravidade, d é o diâmetro da partícula em questão e η é a viscosidade da fase líquida. este tratamento matemático nos diz que a velocidade de sedimentação depende do tamanho das partículas, da viscosidade da fase líquida, e da diferença de densidade entre as fases sólida e líquida: uma pedra afunda rapidamente na água, enquanto o pó de construção pode levar minutos ou horas para resolver dependendo do tamanho da partícula.²

é importante lembrar, embora, que este modelo é apenas uma aproximação de primeira ordem.³ a sedimentação em tintas, revestimentos, e outros produtos do mundo real é muito mais complexa, tipicamente envolvendo partículas de tamanhos e formas distribuídas caindo através de fluidos complexos com propriedades viscoelásticas.

sedimentação em revestimentos

a importância da sedimentação varia em diferentes produtos industriais. na indústria de tintas, pigmentos (corantes não solúveis) e cargas (aditivos funcionais) são propensos à sedimentação, tornando-os praticamente inutilizáveis.
no lado positivo, a sedimentação é muitas vezes reversível, o que significa que as partículas sólidas às vezes podem ser redispersas depois de assentadas. para certos produtos, isso não é problema – muitos medicamentos, bebidas, e outros produtos domésticos simplesmente instruem o usuário a “agitar bem antes de usar.”, isso é suficiente para redispersar totalmente o material sólido sem qualquer inconveniente significativo para o usuário final.

no entanto, em muitos revestimentos e outros produtos, a ligação entre partículas significa que as partículas sedimentadas podem às vezes formar um sedimento duro ou emborrachado que não pode ser redisperso. mesmo quando a redispersão é possível, revestimentos e tintas em geral requerem uma entrada de energia relativamente alta para conseguir isso (agitação mecânica , por exemplo) .

a sedimentação pode ser minimizada diminuindo a diferença de densidade entre as fases sólida e líquida, diminuindo o tamanho das partículas e aumentando a viscosidade da fase líquida. os revestimentos geralmente fazem uso de aditivos de reologia, também, que formam redes 3D para suportar pigmentos e cargas e evitar que caiam da suspensão., portanto, controlando as características de sedimentação e redispersão essenciais para a produção de revestimentos de alta qualidade.

caracterizando a sedimentação

para limitar a sedimentação de forma eficaz e produzir produtos estáveis,, os fabricantes precisam ser capazes de caracterizar com precisão esses comportamentos durante o desenvolvimento e a fabricação do produto.

a inspeção visual continua sendo o método mais comum de teste de sedimentação na indústria. sem dúvida fácil de implementar, o teste visual também não requer praticamente nenhum gasto de capital - no entanto, tais métodos estão invariavelmente sujeitos a suposições e imprecisões., bem como sendo impreciso,, o processo também pode ser demorado, pois quaisquer variações devem ser visíveis a olho nu para serem detectáveis.