Rheology berasala dari bahasa yuanani mengalir (Rheo) dan Logos (ilmu), diguanakan istilah ini untuk pertama pertama kali oleh Bingham dan Crawford (seperti (seperti yang dilaporkan Fischer) untuk untuk menggambarkan aliran cairan dan deformasi
dari padatan. Viskositas
adalah suatu
pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk mengalir; makin tinggi viskositas, akan makin besar ketahanannya. Cairan sederhana (biasa) (biasa) dapat diuraikan
dalam viskositas absolut.
Tetapi sifat-sifat rheology rheology dari disperse disperse heterogen lebih lebih kompleks dan tidak dapat dinyatakan dalam suatu satuan tunggal (Martin, 1993). Viskositas (kekentalan) dapat dianggap sebagai gesekan Karena adanya viskositas viskositas ini, maka untuk mengge menggerakan rakan
dibagian
dalam suatu fluida.
salah satu lapisan lapisan fluida diatas diatas
lapisan lainnya, atau supaya suatu permukaan dapat meluncur di atas permukaan lainnya bila diantara permukaan-permukaan permukaan-permukaan ini terdapat lapisan fluida, fluida, haruslah dikerjakan dikerjakan gaya. Baik zat cair maupun as mempunyai viskositas, hanya zat cair lebih kental (viscous) daripada gas. Dalam merumuskan persamaan-pe persamaan-persamaan rsamaan dasar mengenai aliran yang kental, bahwa bahwa mirip dengan tegangan (Zemansky, (Zemans ky, 2004). Viskosiatas, keliatan atau gesekan dalam adalah besaran yang penting untuk untuk menyatakan sifat aliran bahan. Viskositas dirumuska dirumuskan n sebagai gaya, yang diperlukan diperlukan untuk melampaui tahana gesekan dibagian dalam. Untuk memperoleh pengertian yang lebih baik, digunakan model perbandingan perbandingan dalam bentuk
tumpukan lembaran kartu, yang yang menggambarkan menggambarkan
kemiripan model model cairan yang terdiri dari beberapa lapisan yang letaknya sejajar sejajar (gambar 71). Jika bagian teratas kartu dengan luas bidang F bekerja sebuah Gaya K, maka kartu akan bergeser bergeser dengan kecepatan tertentu V searah kerja gaya. Lembaran Lembaran kartu yang terletak dibagian bawah (berjarak (berjarak dy) dy) juga juga turut
bergerak (dv), (dv), akan tetapi dikarenakan adanya
tahanan geseran, kecepatannya kecepatannya menjadi berkurang (Voight, (Voight, 1994).
Hal ini diperkaenalkan pertama kali olehNEWTON dan perumusannya secara matematika menghasilkan persamaan berikut :
-2
Perbandingan K/F dinyatakan sebagai Tegangan Geser atau GayaGeser (N.m , satuan -2
lama : dyne.cm ). Perbandingan diferensial dv/dy dinyatakan sebagai perbedaan perbedaan geseran geseran sebagai perbedaangeseran
atau kecepatandeformasi D (detik -1). Dengan demikian
persamaan diatas disederhanakan menjadi
Bilangan hasil perbandingan
antara
tegangan geser , dengan kecepatan deformasi d
merupakan viskositas dinamik atau viskositas absolut atau yang lebih eksak Koefisien viskositas dinamik, yang satuan ukurannya Pa.detik (P = Poise, cP = centiPoise, 1cP = 10 -3 Pa.detik). viskositas kinematic v dirumuskan sebagai perbandingan antara viskositas dinamik dengan bobot jenis
Satuan dari viskositas kinematic adalah m2 detik -1 (St = Stokes, cSt = centiStokes, 1 cSt =10 -6 2
-1
m .detik ) (Voight, 1994). Norma l condensed matter is either solid or liquid. The molecule of an idealsolid are fixed in place whilw those of an ideal liquid are mobile. Soft condensed matter ocuupies a middle ground between the solid and liquid states as it typically possesses or molecular dimension, i.e the mesoscopic scale. [soft condensed matter, soft matter, and nanostructured system are, in effect, colloids or colloidal dispersions but the latter increasingly
supplanted in the
scientific literature by former
terms are being
terms]. As a result, the
macroscopic rheological behavior of soft condensed matter is Penggolongan bahan menurut tipe aliran dan deformasi adalah sebagai berikut : system Newton dan sisten Non-Newtonian. Pemilihan bergantung pada sifat-sifat alirannya apakah sesuai dengan hukum aliran dari Newton atau tidak (Martin, 1993). Perilaku aliran bodi_newton (bodi dengan kekentalan ideal) Oleh karena bodi kekentalan idela memiliki koefisien viskositas yang konstan, dan tidak beragantung dari jumlah absolut tegangan geser yang diberikan atau perbedaan geseran yang dihasilkan , maka untuk mengkarakterisasi sifat alirannya tidak harus sebauh reogram , melainkan cukup dengan kondisi tertentu
seperti yang dapat
menyelesaikan
membuat
pegukuran viskositas pada
direalisasikan dengan viscometer bola jatuh
danviskometer kapiler (Voight, 1994), Viskositass untuk bodi kekntalan ideal merupakan suatu konstanta materi yang sejati, yang semata-mata bergantung
dari suhu dan tekanan (dalam praktek parameter ini seringkali
diabaikan). Wakil bodi kekentalan ideal khas adalah air, bahan pelarut organic, hidrokarbon cair (misalnya paraffin cairan kental dan paraffin cairan encer), gliserol, malam cairan kental dan malam cairan encer serta minyak
lemak. Demikian juga system yang merupakan
kekentalan struktur pada suhu kamar, seperti lemak dan vaselin, leburannya memiliki perilaku aliran kekentalan ideal.disamping itu perilaku sikap reologis dari system banyak bahan juga tergantung dari konsentrasi bahan. Jika misalnya polietilenglikolsorbitanoleat murni (Tween 80R ) adalah bahan kekentalan ideal, maka campuran Tween 80R -air menunjukkan sikap aliran struktur Perilaku aliran bodi bukan-Newton (Bodi kekentalan Struktur) Jika perilaku aliran system kekentalan ideal tidak bergantung dari tegangan geser yang bekerja, makabodi bukan-Newtonmenunjukkan keterghantungan dari parameter D dan . Menurut jenis ketergantungan ini, yang digunakan untuk menyatakan profil kurva liran dapat dibeda-bedakan idealisasi sebagai berikut. 1. Bodi pseudoplastik Pada pemberian harga teganagn geser yang rendah, jadai setealh diberi pengaruh gaya geser, akan terjadi aliran (asal kurva di titik nol). Pada kerja gaya geser yang lebih tinggi, aliran mula-mula terhambat (bagian kurva yang cembung) berubah menjadi perilaku ideal atau nyaris ideal(bagian lurus dari kurva). Jadi viskositas turun dengan menaiknyabeban geseran, dan system menjadi lebih encer. Wakil khas grup ini adalah sol molekul benag makromolekuler (misalnya sediaan cair dari turunan seluosa dan lender tanaman)dan suspense konsentrasi rendah. Perilaku
aliran
semacam ini dapat diterangkan demikian bahwa molekul atau elemen struktur yang mula-mula relative tidak teratur kan berubah melalui gaya yang bekerja, menjadi kondisi dengan tingkat keteraturan yang lebih tinggi, yang dikarakterisasikan melalui searah komponen bangun berbentuk benangdengan arah aliran. Melalui efek orientasi ni tahanan di bagian dalam berkurang, artinya viskositas turun. Jika proses orientasi telah berakhir, maka viskositas akan tetap. Perilaku aliran pseudoplastik dapat berubah menjadi perilaku kekentalan ideal pada suhu yang llebih tinggiatau dengan penambahan sejumlah tertentu bahan lainnya. 2. Bodi dilatan Bodi dilatan dikarakterisasikan dengan meningkatnya
viskositas
pada
setiap
kenaikan tingkat kecepatan. Olehkarena itu juga disebut pemadatan aliran. Aliran dilatan dapat dipandang sebagia kebalikan perilaku pseudoplastik. Fenomena dilatan yang sangat jarang terjadi ditunjukkan oleh suspense dengan konsentrasi bahan padat yang tinggi. Tetapi beberapa pasta
juga merupakan
inipun memiliki batas mengalir yang tegas.
bodi dilatan. Yang terakhir
Mekanisme aliran system dilatan dapat diterngkan sebagai berikut : selama dalm keadaan diam, partikel-partikel bahan padat dikelilingi oleh suatu selimut solvat, dimana, selimut
cairan tesebut akan berkurang
atau hilang akibat adanya kerja
geseran, sehingga akan terbentuk kelompok partikel yang lebih ra pat dan memperkuat munculnya gesarn antar partikel. Hal ini mengakibatkan naiknya harga viskositas 3. Bodi plastic Bodi plastic dinyatakan melalui eksisstensi suatu batas aliran. Untuk membangkitkan proses mengalir , harus diberikan sejumlah tegangan geser minimal ke dalam system, yang memaksanya mulai mengalir. Oleh karena itu, harga ini dinyatakan juga sebagai harga batas.Dibawah batas aliran praktis 0 bodi ini berperilaku seperti system elastic (memiliki sifat deformasi reversible). Diatas batas lairan ini, bodi plastic
dapat
menunjukkan perilaku yang berebeda-beda. Jika perilaku liran adalah kekkentalan ideal (profil kurva lurus sempurna) dikenal sebagai Bodi Bingham atau nbodi plastic ideal.Sebaliknya jika sampel menunjukkan perilaku aliran kekentalan struktur (profilnya cembung) setelah melampaui batas aliran, mak dikenal sebagai Bodi Casson atau baodi plastiktidak ideal (Voight, 1994). 4. Bodi tiksotrop Reologi tiksotropi dipahami sebagai penurunan viskositas secara rversibel yang disebabkan oleh gaya-gaya mekanik (gaya geser) pada suhu teteap. Sebagai contoh misalnaya salap, jika selama kurun waktu tertentu (wakktu geser) diberi beban secara mekanis, maka kan terjadi penurunan harga viskositas, dan akan mencapai harga akhir dalam jangka waktu tertentu, jika gaya geser secara konstan diberikan kepadanya (Voight, 1994). 5. Bodi reopeksi Perilaku reopeksi yang jarang sekali ditemukan a dalah kebalikan dari tiksotropi, yakni meningkatnay viskositas secara reversible kaibat beban mekanik pada suhu tetap. Stelah waktu regenerasi tertentu, viskoitasnya kembali
ke harga viskositas awal
percobaan. Perilaku aliran reopeksi ditunjukkan oleh sediaan yang mengandung polietilenglikol dengan sifat plastic (Voight, 1994).
All of the preceding equations have been derived based on Newtonian behavior which mean that the shear rate is constant everywhere in viscometer, i.e at the bob surface or at the cup surface in a cup-andbob viscometer. This is not true for non-newtonian fluids. Comparison of non-newtonian fluids requires that viscosity data be corrected
to a common reference point. The result in a correction to the shear rate term in reference to a fixed point in viscometer, i.e the bob suface in a cup-and-bob viscometer and the wall in a capillary viscometer, and depends on both the viscometerand the fluid being tested. In general, the correction takes for form :
Where f(n) is the correction factor and n is the slope of a log-log plot of shear stress vs shear rate. For many non-Newtonian fluid of pharmaceutical interest, n is a constant. If the log-log plot is not non linear, must be determined numerically at each data point. Flow curve plotted as shear stress vs. corrected shear shear rates are then comparable between viscometers. Correction factors for most common viscometerare given as follow in table 23-6
Semua persamaan sebelumnya telah diturunkan berdasarkan perilaku Newtonian yang berarti bahwa laju geser konstan mana-mana di viskometer, yaitu pada permukaan bob atau di permukaan cangkir dalam viskometer cangkir-dan-bob. Hal ini tidak
berlaku
untuk
cairan
non-Newtonian.Perbandingan
cairan
non-newtonian
mensyaratkan bahwa data viskositas diperbaiki ke titik referensi umum. Hasil koreksi dalam istilah laju geser dalam referensi ke sebuah titik tetap di viskometer, yaitu permukaan bob dalam viskometer cangkir-dan-bob dan dinding dalam viskometer kapiler, dan tergantung pada kedua viskometer dan cairan yang sedang diuji . Secara umum, koreksi mengambil untuk formulir: _corrected = f (n) Dimana f (n) a dalah faktor koreksi dan n adalah kemiringan dari plot log-log vs laju tegangan geser geser. Untuk fluida non-Newtonian banyak kepentingan farmasi, n adalah konstanta. Jika log-log plot tidak non linier, harus ditentukan secara numerik pada setiap titik data. Arus kurva diplot sebaga i tegangan geser vs terkoreksi laju geser geser kemudian sebanding antara Alat ukur kekentalan. Faktor Koreksi untuk viskometer yang paling umum diberikan sebagai berikut dalam tabel 23-6
System Newton.
Hukum ali an dar i newt n, jika bidang cairan paling atas bergerak dengan suatu kecepatan konstan, setiap lapisan di bawahanya akan bergerak dengan kecepatan yang berbanding lurus dengan jarak dar i lapisan dasar yang diam. A. System Non-Newton
Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah 1. Batang pengaduk 2. Gelas beker 3. Gelas ukur 4. Neraca analitik 5. Viscometer stormer
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah 1. Aquades 2. Gula 3. Gliser in
Gula - dihitung yang diperlukan dalam untuk konsentrasi 20%; 40%; dan 60%. - ditimbang - Dimasukkan
ke
dalam
gelas
beker
ditambah 25 ml air hangat - diaduk sampai larut - Ditunggu hingga dingin Hasil
Sampel - dimasukkan kedalam suntikan - Dimasukkan
kedalam
viscometer
Oswald secara perlahan-lahan - Dicatat waktuyang diperlukan dari tanda 1 hingga tanda 2 dan dari tanda 2 ke tanda 3 - Dihitung viskositas dan log viskositas - Viscometer dicuci - Viscometer dikeringkan Hasil
No. Larutan
1
t t2
viskositas Log viskositas
1.
Air
1,03 s
1,80 s 0,1339
-0,8732
2.
Etanol
1,28 s
2,22 s 0,1678
-0,7752
3.
Larutan gula 20% 1,19 s
1,16 s 0,1192
-0,9237
4.
Larutan gula 40% 1,51 s
1,71 s 0,1604
-0,7948
5.
Larutan gula 60% 3,98
4,61 s 0,4268
-0,3698
6.
Larutan gula x%
4,92 s 0,2739
-0,5632
1,94
1. Air Diketahui : t 1 = 1,03 s t2 = 1,80 s c1 = 0,1249 c2 = 0,07731 ditanya : a. = «? b. log = «? Jawab : a. =
2. Etanol 3. Larutan gula 20% 4. Larutan gula 40% 5. Larutan gula 60% 6. Larutan gula x% 2
