打破那条直线
大多数药用液体与半固体并非牛顿型。它们的黏度会随剪切快慢而改变,因此流变曲线是一条曲线,而非直线。我们把这一切统称为非牛顿型流动。这远非麻烦,而恰恰是制剂工作者刻意设计出来的行为——正是它让产品在静止时浓稠、在使用时变稀。
当物料属于非牛顿型时,单个数值无法描述它。我们改谈它的表观黏度——即它在某一特定剪切速率下恰好表现出的黏度。若不附剪切速率就引用它,就如同不附温度引用黏度一样,这个数据并不完整。
剪切变稀:越用力越稀
迄今为止最常见、最有用的行为,是假塑性流动,又称剪切变稀:剪切越快,表观黏度越低。静止时物料浓稠,受力时则顺畅流动。大多数凝胶、许多洗剂以及聚合物增稠的液体都如此。在内部,长聚合物链静止时纠缠在一起,受剪切时则顺着流动方向排齐,于是彼此更容易滑过。
剪切变稠:越用力越稠
与之相反、较少见的行为是胀流型流动,即剪切变稠:剪切越快,表观黏度越高。慢慢搅它能倒出来,快速搅它就卡住。经典的厨房演示是水中调成的浓玉米淀粉糊。它通常出现在小颗粒高度浓缩的混悬液中:静止时液体恰好填满颗粒间的空隙,但快速剪切迫使颗粒分开、堆积松开,液体不再足以润滑颗粒——于是阻力骤增。
胀流性通常是问题而非优点。如果浓缩混悬液呈胀流型,生产时泵送过快会使它在管道里凝固成块,或卡住搅拌器。解决之道是降低固体含量、改变粒径,或干脆在较低剪切速率下更温和地加工。