Studies in thixotropy

Summary

The author adopts the original Freundlich-Peterfi definition of thixotropy, that is the reversible isothermal gel/sol/gel/transformation induced by shear and subsequent rest. The criterion of a gel is the presence of a “Yield Value”, and that of a sol the absence of a “Yield Value”. It is recognised, that most of Freundlich's “thixotropic” systems did not conform to this definition; rather they were gels which became less viscous on shearing but never became true sols: such systems the author describes as “false-body” systems.

The author briefly describes his electromagnetic thixotrometer, the “constant reading viscometer”, and the “twin-Couette” viscometer, and illustrates their application to the study of the influence of the rate of shear, the measurement of “Yield Value”, the influence of the concentration of solid and the effects of the “dispersion power” of the liquid. Figures are shown of curves of “elastic recoil” in such systems as heather honey, mayonnaise, cream, paints and bentonite suspensions; and the applications of “elastic recoil” to the study of structural viscosity. Illustrations are given of the different Theological states obtained by dispersing fine particles in Newtonian liquids and in non-Newtonian fluids. A range of curves illustrates the variations in the effects of time on different types of colloidal systems; and it is shown how these curves can be applied to predict the behaviour of such systems over long periods of time.

Finally a generalised diagram is used to show how the degree of dispersion can be determined from the rheological state of a colloidal system; and it is shown that dispersion increases as we pass along the rheological states: Structural viscosity — false-body — thixotropy —dilatancy — Newtonian flow.

Zusammenfassung

Der Verfasser übernimmt die Originaldefinition der Thixotropie von Freundlich-Peterfi, das hei\t die reversible, isotherme Gel/Sol/Gel-Umwandlung, verursacht durch Scherung und darauf folgende Ruhe. Das Kriterium für ein Gel ist das Vorhandensein einer ‘Flie\-festigkeit‘. Es ist bemerkenswert, da\ die meisten der Freundlichschen thixotropen Systeme nicht dieser Definition entsprechen, vielmehr werden sie nur weniger viskos beim Scheren, werden aber nicht wahre Sole; solche Systeme werden vom Verfasser als ‘false-body’-(= Schleimkörper) bezeichnet.

Verf. beschreibt kurz das elektromagnetische Thixotrometer, das ‚konstant anzeigende Viskosimeter‘ und das ‚Zwillings-Couette-Viskosimeter‘, und stellt ihre Anwendung zum Studium des Einflusses der Schergeschwindigkeit, zur Messung der Flie\festigkeit, des Einflusses der Konzentration und der Effekte des Dispersionsvermögens einer Flüssigkeit dar. Kurven der elastischen Nachwirkung in Systemen wie Heidehonig, Mayonnaisen, Creme, Farbpigmenten und Bentonit-Suspensionen werden gezeigt, ebenso die Anwendung der elastischen Nachwirkung zum Studium der StrukturviskositÄt. Es werden Beispiele für die verschiedenen Theologischen ZustÄnde gegeben, die durch Dispersion feiner Teilchen in Newtonschen Flüssigkeiten und nicht-Newtonschen Flüssigkeiten erzielt werden. Eine Reihe von Kurven erlÄutert die Unterschiede der Zeiteffekte bei den verschiedenen Typen kolloider Systeme und es wird gezeigt, wie solche Kurven zur Voraussage des Verhaltens derartiger Systeme für lange Zeiten verwendet werden können.

Schlie\lich wird in einem verallgemeinerten Diagramm skizziert, wie der Dispersionsgrad aus dem Theologischen Zustand eines kolloidalen Systems bestimmt werden kann; es wird gezeigt, da\ die Dispersion in dem Ma\e steigt, in dem folgende Theologische ZustÄnde durchlaufen werden: StrukturviskositÄt — Schleimkörper — Thixotropie Dilatanz — Newtonsches Flie\en.