Das Scher- und Dehnströmungsverhalten von Suspensionen mit viskoelastischem Trägermedium

Zusammenfassung

Für Suspensionen nahezu monodisperser Glaskugeln in einer vierprozentigen Polyisobutylen-Lösung kann sowohl in Scher- als auch in Dehnströmungen eine Reduzierung der elastischen Eigenschaften beobachtet werden: Bezogen auf die Scherviskosität bei verschwindender Beanspruchung nimmt die Dehnviskosität mit zunehmendem Feststoffanteil ab, und bei Scherbeanspruchung reduziert sich die erste Normalspannungsdifferenz sogar dann, wenn Zustände gleicher Schergeschwindigkeit verglichen werden. Das viskose Verhalten einer 40%igen Suspension in einem Suspensionsmedium mit derart ausgeprägt viskoelastischen Eigenschaften unterscheidet sich auch im Bereich einer noch schergeschwindigkeitsunabhängigen Viskosität von dem einer Suspension in einer entsprechenden newtonschen Flüssigkeit. Es kann eine deutliche Reduzierung der relativen Viskosität festgestellt werden, die vermutlich auf ein verändertes Platzwechselverhalten der Teilchen zurückzuführen ist.

Abstract

For suspensions of almost mono-disperse glass beads in a 4% polyisobutylene solution a reduction of the elastic properties can be observed in both shearing and extensional flows: The ratio of the extensional viscosity to the zero-shear-rate viscosity decreases with increasing filler content, and in shear flows the first normal-stress difference decreases, even when the values are compared at constant shear rates. The viscous behaviour of a 40% suspension in such a highly viscoelastic liquid differs from that of a suspension in an appropiate Newtonian liquid even in the zero-shear-rate region. It is proposed, that the observed significant reduction of the relative viscosity is due to a modified mechanism of configurational rearrangement of the glass beads.