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Viscosidad dependiente del tiempo: tixotropía y reopexia

1927
  • Herbert Freundlich
Científico agitando fluido tixotrópico demostrando cambios de viscosidad dependientes del tiempo en la mecánica.

Thixotropy and rheopexy describe time-dependent changes in viscosidad. A thixotropic fluid’s viscosity decreases over time under constant shear estrés (e.g., yogurt becomes runnier when stirred). A rheopectic (or anti-thixotropic) fluid’s viscosity increases over time under constant shear (e.g., some lubricants). These effects are reversible; the fluid returns to its original state after a period of rest.

Thixotropy and rheopexy are distinct from adelgazamiento por cizallamiento y espesamiento por cizallamiento. While the latter describe how viscosity changes with the *rate* of shear, thixotropy and rheopexy describe how viscosity changes with the *duration* of shear at a constant rate. The underlying cause is a reversible change in the fluid’s microstructure that takes time to occur.

En un fluido tixotrópico, la estructura interna (p. ej., una red de partículas floculadas) se descompone bajo cizallamiento. Esta descomposición no es instantánea, por lo que la viscosidad disminuye gradualmente a medida que continúa el cizallamiento. Cuando se elimina el cizallamiento, la estructura se reconstruye lentamente y la viscosidad aumenta de nuevo a su valor original. Este lapso de tiempo es crucial para aplicaciones como la pintura. La reopexia es el fenómeno opuesto y mucho más raro. En este caso, el cizallamiento promueve la formación de una estructura interna con el tiempo, lo que lleva a un aumento gradual de la viscosidad. Por ejemplo, en algunas suspensiones, el cizallamiento suave y regular puede ayudar a que las partículas se organicen en un estado más ordenado y resistente al flujo más rápidamente que si se dejan en reposo. Este comportamiento dependiente del tiempo a menudo se visualiza mediante un bucle de histéresis en un gráfico de esfuerzo cortante frente a velocidad de cizallamiento.

UNESCO Nomenclature: 2210
- Mecánica

Tipo

Propiedad física

Disrupción

Sustancial

Utilización

Uso generalizado

Precursores

  • Observaciones de geles y soles, particularmente en química coloidal
  • Estudios de Péterfi y Freundlich sobre la transición reversible sol-gel
  • Distinción del comportamiento simple de adelgazamiento/engrosamiento por cizallamiento

Aplicaciones

  • Pinturas tixotrópicas que son fáciles de mezclar pero que se espesan en la pared para evitar goteos.
  • Pastas de soldadura que son fáciles de aplicar pero que mantienen los componentes en su lugar
  • líquido sinovial biológico en las articulaciones, que se adelgaza durante el movimiento
  • Lodos de perforación que se licúan cuando se bombean, pero se gelifican cuando se detiene el bombeo.
  • Lubricantes reopécticos que se espesan en entornos de alto cizallamiento para brindar una mejor protección.

Patentes:

NA

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