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7/18/2019 Aula+terica+reologia

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REOLOGIA DE PRODUTOSFARMACUTICOS

Profa. Daniela Cristina de Medeiros

Universidade Estadual de Londrina

Centro de Cincias da SadeDepto. de Cincias Farmacuticas


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Definies e conceitos

fundamentaisGrego: rheos=escoamentologos=conhecimento

Reologia:estudo do escoamento e deformao e de ummaterial, quando submetido a uma tenso;* Estudo do fluxo levando em conta as caractersticas de

viscosidade do material

Reometria:determinao das propriedades reolgicas doscorpos;

Anlise reolgica: aplicao de uma fora tangencial a umcorpo e observao da deformao subsequente;


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Aplicao em farmcia Determinao do ndice de consistncia de formulaes semi-

slidas (cremes, pastas, loes) :

- Caracterizar a facilidade do produtos ser despejado (frasco),apertado (tubo) ou aplicado na pele;

Desenvolvimento e Produo: mistura e envase escolha deequipamentos industriais e embalagem;

Estabilidade: emulses, suspenses, pastas, supositrios:-manuteno das propriedades intrnsecas e de escoamento doproduto durante a estocagem;


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Pequena viscosidade

Grande viscosidade No escoamento num tubo, a velocidadedo centro a mxima, enquanto nasparedes nula

Fluido

V= 0 (atrito)

F

d

V0

V

Parmetros da reologia

Metade do tubo

Um lquido escoando pode ter umaregio de maior velocidade que outra


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Parmetros da reologiay dy

x

F=ForaV=vel

A=rea

O gradiente formadodv/dx= gradiente de

cisalhamento== dv/dx

A fora (F) por unidade de rea que provoca a deformao

tenso de cisalhamento= = F/A


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Parmetros da reologia


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Parmetros da reologiaViscosidade ou coeficiente de viscosidade do sistema(): a cte de proporcionalidade entre a tenso de

cisalhamento e o gradiente de cisalhamento

= /

Viscosidade de um fluidoNo estudo do escoamento dos fluidos, a viscosidade considerada como uma medida daRESISTNCIAque um fluidooferece a uma fora de cisalhamento aplicada.* Resistncia ao fluxo ou movimento.


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Parmetros da reologiaUnidade da viscosidade: Poise (P)

Poise a fora de cisalhamento necessria para produzir umavelocidade de 1cm/seg entre dois planos paralelos do lquido,cada um com rea de 1cm2, separados por uma distncia de1cm.

A unidade mais usual o centipoise ou cP (equivalente a 0,01poise)Viscosidade da gua = 1cP

No sist. Internacional - a un. da viscosidade que corresponde a

1cP o mili pascal segundo (mPas)


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Parmetros da reologiaFluidez- a recproca da viscosidade

= 1/* Quanto mais viscoso, menos fluido

Deformao= = dy/xdy = deslocamento;x= distncia entre os 2 planos


11/39Classificao simplificada do comportamento reolgico* Podem ter tenso de cisalhamento inicial

Faixa de comportamento

reolgico dos materiais

Fluido

No newtoniano

Newtoniano

Com tenso decisalhamento inicial

Sem tenso decisalhamento inicial

Dependentes do tempo

Plstico deBingham

Pseudopltico*

Dilatante*

Tixotrpico

Reoptico


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Comportamento Reolgico

Classificao

Newtoniano: gradiente de cisalhamento diretamente

proporcional tenso de cisalhamento. O reograma (curva deescoamento) uma reta que passa pela origem.

caracteriza-se por viscosidade constante, independente davelocidade de cisalhamento aplicada.

Ex: materiais quimicamente puros, solues com solutos dePM


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Reograma de um lquido newtoniano


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Viscosidade de um lquido newtoniano


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Comportamento Reolgico

Classificao

No-newtoniano:no se verifica uma relao linear direta

entre a tenso de cisalhamento e o gradiente de cisalhamento .Caracteriza-se por uma mudana na viscosidade com oaumento da velocidade de cisalhamento.

Ocorre com a maioria dos sistemas de interesse em farmcia


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No-newtoniano

fluxo plstico(ou corpos de Bingham): no h escoamentoat que a tenso de cisalhamento exceda o valor de cedncia

o reograma no passa pela origem

ocorre em suspenses concentradas, particularmente se afase contnua for de alta viscosidade

Comportamento Reolgico:

Classificao


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Reograma de uma subst. com fluxo plstico


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Viscosidade de uma subst. com fluxo plstico


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No-newtoniano

Pseudoplstico: reduo na viscosidade aparente com

aumento do gradiente de cisalhamento

solues de polmeros e maioria dos sistemas semi-slidosque contenham componentes polimricos;

acredita-se que a diminuio da viscosidade ocorra quando asmolculas, sobretudo polimricas, se alinham longitudinalmenteentre si, devido a tenso aplicada (quebra das ligaes).Dessa forma oferecem menos resistncia ao fluxo e liberam a

gua que estava aprisionada.

Comportamento Reolgico:

Classificao


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Reograma de uma subst. com fluxo

pseudoplstico

Tenso de

cisalhamento numaproporo menor queo gradiente decisalhamento


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Viscosidade de uma subst. com fluxo

pseudoplstico


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No-newtoniano

Dilatante: aumento da viscosidade aparente com aumento

do gradiente de cisalhamento. EX. Suspenso concentrada demagnsia

pode ocorrer em disperses que contm uma altaconcentrao (~50%) de partculas slidas pequenas,defloculadas.Com o aumento da veloc. de cisalhamento, as partculas queestavam homogeneamente distribuidas formam agregados,resultando na criao de espaos vazios, nos quais flui o

veculo, aumentando a viscosidade.

Comportamento Reolgico:Classificao


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Reograma de uma subst. com fluxo dilatante

Tenso de

cisalhamento numaproporo maior que ogradiente decisalhamento


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Viscosidade de uma subst. com fluxo

dilatante


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Reograma de diferentes materiais no

newtonianos


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O estresse aplicado a um sistema pode causar uma quebrade estrutura que no se recompem imediatamente aps oestresse ser removido:

- Recuperao imediata - ramos ascendentes edescendentes do reograma so idnticos;

- Recuperao no imediata:

* o reograma descendentes apresentar valores de tensoinferiores para cada valor de gradiente de cisalhamento -Tixotropia

* o reograma descendentes apresentar valores de tensosuperiores para cada valor de gradiente de cisalhamento -

Reopexia

Tixotropia e Reopexia


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Reograma ascendente e descendente


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- Recuperao no imediata: o reograma descendentesapresentar valores de tenso inferiores para cada valor de

gradiente de cisalhamento

Tixotropia: a visc diminui com o tempo para ou ctes,devido a destruio de estruturas. uma propriedadedesejvel nas formulaes farmacuticas

Tixotropia


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- Recuperao no imediata: o reograma descendentes apresentar valoresde tenso superiores para cada valor de gradiente de cisalhamento

Reopexia: visc aumenta com o tempo para ou ctes,devido a formao de estruturas (ocorre raramente)

* A rea formada entre as curvas ascendentes e descendentesdo escoamento de um sistema tixotrpico ou reoptico area de histerese

Reopexia


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Ten

sodeCisalhamento

Gradiente de Cisalhamento

rea de histerese

rea de histerese


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Reometria

Viscosmetro capilar:

lquido escoa num tubo capilar, verifica-se uma resistnciade escoamento devido viscosidade;

O lquido nas paredes est estacionrio enquanto o lquidono centro tem vel mxima;

Ex: Viscosmetro de Ostwald (determinaes da viscosidaderelativa so obtidos por comparaes com um padro deviscosidade conhecida)


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ReometriaViscosmetro capilar:


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ReometriaRemetros rotativos:


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Reometria

Cilindro concntrico Cone e placa Placa paralela

Remetros rotativos:


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Reometria

Hastes (spindles) utilizadas no viscosmetro e remetros Brookfield

Remetros rotativos:


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IMPORTNCIA DA REOLOGIA NAS

FORMULAES COSMTICASReologia assunto deimportncia crescente na

industria cosmtica efarmacutica qualidadee controle de qualidade

Maioria das formulaesdermocosmticasfluidos psedoplsticos


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Bibliografia ANSEL, H.C., POPOVICH, N. G., ALLEN Jr, L. V.

Farmacotcnica: Formas Farmacuticas &Sistemas de liberao de frmacos. 6 ed. So

Paulo, 2000. AULTON, M. E. Delineamento de formas

farmacuticas, 2a.ed. Porto AlegreArtmedEditora, 2005.

LACHMAN, L., LIEBERMAN, H. A., KANIG, J. L.Teoria e prtica na indstria farmacutica.Lisboa Fundao Calouste Gulbenkian, 2001.

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