Тиксотропия


Тиксотропия (тиксотропность) (от греч. θίξις — прикосновение и τροπή — изменение) — способность уменьшать вязкость (разжижаться) от механического воздействия и увеличивать вязкость (сгущаться) в состоянии покоя. Некоторые гели или жидкости, которые являются густыми или вязкими в статических условиях, со временем будут течь (становиться более жидкими, менее вязкими) при встряхивании, взбалтывании, сдвиговом напряжении или другом напряжении (вязкость, зависящая от времени). Затем им требуется фиксированное время, чтобы вернуться в более вязкое состояние[1].

Вязкость некоторых жидкостей при постоянных окружающих условиях и скорости сдвига изменяется со временем. Если вязкость жидкости со временем уменьшается, то жидкость называют тиксотропной, если увеличивается — реопексной.

Оба поведения могут встречаться как вместе с вышеописанными типами течения жидкостей, так и только при определённых скоростях сдвига. Временной интервал может сильно варьироваться для разных веществ: некоторые материалы достигают постоянного значения за считанные секунды, другие — за несколько дней. Реопексные материалы встречаются довольно редко, в отличие от тиксотропных, к которым относятся смазки, вязкие печатные краски, буровые растворы[2].

Некоторые авторы считают разжижение при сдвиге (псевдопластичность) частным случаем тиксотропного поведения, поскольку для восстановления микроструктуры жидкости до исходного состояния всегда требуется ненулевое время. Однако когда восстановление вязкости после возмущения происходит очень быстро, наблюдаемое поведение представляет собой классическое истончение при сдвиге или псевдопластичность, потому что, как только сдвиг устраняется, вязкость возвращается к норме. Когда для восстановления вязкости требуется определённое время, наблюдается тиксотропное поведение [6].

В качестве примера можно привести кетчуп. Кетчуп является ярким примером материала, разжижающегося при сдвиге и являющегося вязким в состоянии покоя; он течёт со скоростью при взбалтывании, сжатии, встряхивании или ударе по бутылке. Как только кетчуп перестают трясти, он почти мгновенно становится вязким. Если бы для того, чтобы кетчуп стал вязким, ему требовалось больше времени, он считался бы тиксотропным. Поэтому при описании вязкости жидкостей полезно отличать разжижающееся при сдвиге (псевдопластическое) поведение от тиксотропного поведения, когда вязкость при всех скоростях сдвига снижается в течение некоторого времени после перемешивания: оба эти эффекта часто можно наблюдать по отдельности в той же жидкости[7].