牙膏的微流变分析

介绍

牙膏具有非常复杂的配方，他们的组成有：研磨材料混合物、悬浮固体颗粒和保持挤出条状的粘结剂、活性材料（氟化物）和香料成分等等。

牙膏的自身粘弹性注定了以下几种最终使用性能：

-形状稳定性

-挤出后的结构恢复

-口感

-储存性能（粒子悬浮性能）

Rheolaser可以分析牙膏刚刚挤出后的粘弹性变化过程。

在这个文档中，分析了 4 种牙膏挤出后的形状稳定性。使用Rheolaser测量25℃的牙膏刚刚挤出后10min的粘弹性变化，以分析牙膏的口感。

牙膏形状稳定性

牙膏在被挤出后需要快速的恢复结构，这样才能在牙刷上保持条状。这样牙膏才能保持形状稳定性并且不向下渗入牙刷中。

图1（下图）展示了每种牙膏的固液平衡点。SLB值的范围从0（纯固体性质）到1（纯液体性质），当等于0.5时，表示液体性质与固体性质平衡。所以一个样品如果有更低的SLB值说明其更接近于固体。SLB值越低，牙膏的形状稳定性越好，同时不会渗入到牙刷下面。

样品4的形状稳定性最差，因为它在挤出1min后一直都保持在液体状态，该样品会渗入牙刷中。样品1的SLB值最低，说明其形状稳定性最好。2号和3号两个样品的性质有交叉，在前2min，3号样品的稳定性要好于2号样品。

上图所研究的四个样品的形状稳定性可以用下图来进行直观的排序。

注：当牙膏被挤出时结构受到剪切，弹性和粘性均会发生一定程度的降低。然后快速回复结构以达到好的形状稳定性，恢复时间非常重要（对牙膏来说这个时间越短越好），我们从图1中可以看到3号和1号样品的恢复时间很短（挤出后很快接近固液平衡点），而4号样品的结构恢复时间很长（10min还没有恢复）。

口感性质

配方研发者必须找到一个好的比例来平衡形状稳定性（强固体性质，低固液平衡点）与口感（从硬至软）之间的关系。

图2展示了四个样品在挤出后10min的弹性因子EI变化过程。

4号相比其他牙膏是最软的，3号是最硬的，1号和2号弹性接近。值得注意的是2、3、4号样品的弹性在持续增加，而1号样品的弹性因子基本保持常数，这说明剪切对1号牙膏结构影响较小。

Formulaction

光学法微流变仪(扩散波光谱仪）

光学微流变仪（扩散波光谱仪），基于DWS（多散斑扩散光谱学）的微流变仪是一种前沿测量技术，在不扰动样品的情况下，通过探测微粒布朗运动的运动面积与时间的关系，来得到凝胶的信息。DWS可以测定未稀释或是未预处理过样品,得到样品弹性、粘性、凝胶点、空间相关性的信息，比机械流变仪具有精确，无扰动，重复性高，效率高的优点。

总结

通过监测牙膏挤出后的粘弹性变化可以帮助用户研究牙膏关键的使用性能例如形状稳定性和刷牙时的口感。

Rheolaser是非常强力的工具，可以简单、全面地实时追踪产品性质的变化过程。先进的测量技术可以无接触无干扰的测量同一个样品随着老化时间的粘弹性变化过程。