Kritische Auswertung der Viskositäts-Konzentrationsformeln kolloider Lösungen. I

Zusammenfassung

Nach einer einleitenden Übersicht über die Abweichungen der Einstein'schen Formel zur Beschreibung der Viskositäts-Konzentrationsfunktion bei kolloiden Lösungen werden die verschiedenen empirischen Formeln, welche in der Literatur für die Beschreibung der genannten Funktion angegeben worden sind, diskutiert.

Durch Reihenentwicklung nach Potenzen der Volumkonzentration c_v wird das gegenseitige Verhältnis dieser Formeln und ihrer Konstanten erläutert. Es wird vorgeschlagen, die verschiedenen Materialkonstanten auf die Konstante V₀, die Voluminosität bei unendlicher Verdünnung, zu beziehen, welche alle experimentell sich ergebenden Abweichungen vom einfachen Einstein'schen Gesetz umfaßt.

Bei der Prüfung der verschiedenen Formeln ergibt sich, daß die Formeln von Fikentscher, von Bredée und van Bergen und de Booys, und von Bredée und de Booys auf befriedigende Weise diese η _r-c_v-Kurve bei vielen natürlichen Hochpolymeren beschreiben. Bei der Anwendung auf synthetische Hochpolymeren findet man jedoch, daß die genannten Formeln eine mit der Teilchengestalt zusammenhängende Abweichung erleiden: bei Solen mit kugeligen Teilchen steigt die Viskosität rascher mit der Konzentration an, als von diesen Formeln verlangt wird; bei Solen mit Teilchen zunehmender Gestrecktheit dagegen hat die Viskosität die Tendenz, in immer weniger starkemMaße, als den genannten Formeln entsprechen würde, anzusteigen.

Die Formel von Bungenberg de Jong, Kruyt und Lens, welche durch die Benutzung zweier Konstanten im Prinzip besser geeignet sein würde, diesen letztgenannten Erscheinungen gerecht zu werden, zeigt sich jedoch nicht von ganz allgemeiner Anwendbarkeit.

Die von Papkov angegebene Formel ist nicht über das ganze Konzentrationsgebiet gültig, sondern erst oberhalb einer gewissen „Grenzkonzentration“.

Zum Schluß wird auf drei neue Viskositäts-Konzentrationsformeln hingewiesen, welche den konstatierten Einfluß der Teilchenform auf die Konzentrationsfunktion der Viskosität quantitativ zu beschreiben vermögen. Es sind dies zwei Formeln (26) und (28) von Bredée und de Booys und eine von Houwink, Klaassens und Veenemans modifizierte Papkov'sche Formel (27).

Die Diskussion dieser drei Formeln sowie der aus ihrer Anwendung sich ergebenden theoretischen Betrachtungen über die Teilchengestalt in Lösung wird in den beiden nachfolgenden Abhandlungen gegeben werden.