Тиксотропность - удивительное свойство некоторых жидкостей и гелей менять свою вязкость при механическом воздействии или с течением времени. Давайте разберемся, что это за феномен и почему он так важен.
Определение тиксотропности
Слово "тиксотропность" происходит от греческих слов "thixis" - прикосновение и "trope" - изменение. Таким образом, тиксотропность буквально означает "изменение от прикосновения".
Официальное определение тиксотропности звучит так:
Тиксотропность - это способность жидкости или геля уменьшать вязкость при механическом воздействии и восстанавливать исходную вязкость после прекращения воздействия.
Проще говоря, тиксотропные вещества становятся более жидкими и текучими, когда на них действуют внешние механические силы (взбалтывание, перемешивание, вибрация и т.д.), а затем снова загустевают и становятся вязкими после прекращения этих воздействий.
Классические примеры тиксотропных материалов - кетчуп, майонез, зубная паста, кремы и гели для душа. Все они ведут себя как жидкости при встряхивании, но быстро возвращают свою густую консистенцию в покое.
Не стоит путать тиксотропность с похожим явлением - псевдопластичностью. Псевдопластичные жидкости тоже становятся менее вязкими при механическом воздействии, но в отличие от тиксотропных жидкостей они сразу же возвращают вязкость после прекращения воздействия.
Причины тиксотропности
Тиксотропность обусловлена особенностями внутренней структуры жидкостей и гелей. Она возникает в коллоидных системах и дисперсных средах, состоящих из твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в жидкой основе.
Эти твердые частицы связаны между собой слабыми связями и образуют пространственную структурную сетку, придающую системе вязкость и структурную прочность геля.
При механическом воздействии эта структура частично или полностью разрушается, жидкая среда заполняет образовавшиеся полости между частицами, в результате система разжижается и текучесть увеличивается.
Когда механическое воздействие прекращается, межчастичные связи постепенно восстанавливаются, система вновь структурируется и вязкость повышается до исходного уровня. Этот процесс может длиться от нескольких секунд до нескольких часов в зависимости от природы дисперсионной среды и дисперсной фазы.
На степень тиксотропности системы влияют такие факторы как концентрация, форма, размер частиц и их взаимодействие между собой и дисперсионной средой.
Основные параметры, определяющие тиксотропные свойства:
- Концентрация дисперсной фазы
- Состав и природа дисперсионной среды и частиц
- Размер и форма частиц
- Характер межчастичного взаимодействия
Тиксотропность - что это
Тиксотропные системы обладают специфическим комплексом свойств, которые могут быть как полезными, так и нежелательными в зависимости от области применения.
К плюсам тиксотропности относятся:
- Удобство нанесения на вертикальные поверхности
- Хорошая адгезия к поверхностям
- Легкость отделения инструмента после нанесения
К минусам:
- Трудность получения гладких глянцевых поверхностей
- Ограниченное время использования до начала загустевания
- Необходимость постоянного перемешивания во время работы
Благодаря таким особенностям, тиксотропные системы очень широко применяются на практике.
Области применения тиксотропных веществ
Тиксотропные системы очень широко используются в самых разных областях:
Строительство и геотехника
Тиксотропные свойства имеют большое значение для глин и илистых грунтов. Благодаря им образуются такие геологические явления как оползни, лахары, просадки грунта.
В строительстве используются специальные тиксотропные бетоны и заливочные смеси, которые легко укладываются в опалубку, не растекаясь по поверхности. Тиксотропные добавки используют и в буровых растворах.
Промышленность и производство
Большинство лакокрасочных материалов обладают тиксотропными свойствами, что позволяет легко наносить их на вертикальные или наклонные поверхности. Тиксотропность присуща клеям, герметикам, шпатлевкам и другим подобным материалам.
В пищевой промышленности тиксотропные добавки используются для регулирования консистенции продуктов, предотвращения расслоения смесей. Такие добавки применяются в производстве соусов, десертов, мороженого, йогуртов и др.
Косметика и фармацевтика
Большинство кремов, лосьонов, гелей для душа и многие лекарственные мази обладают тиксотропными свойствами. Это облегчает их нанесение на кожу и слизистые оболочки, уменьшает расход продукта.
Тиксотропные гели применяются в качестве основы для различных косметических процедур по уходу за кожей лица.
Нефтедобыча и горное дело
В нефтяной и горной промышленности очень широко применяются буровые промывочные растворы, которые благодаря тиксотропности хорошо удерживают выбуренную породу во взвешенном состоянии, не оседая на дно скважины под действием собственной тяжести.
Техническое обслуживание и ремонт
Тиксотропные смазки удобно наносить на различные узлы и механизмы, не опасаясь чрезмерного растекания. После нанесения они быстро приобретают нужную консистенцию, чтобы оставаться на поверхности и выполнять смазывающие функции.
Тиксотропность лакокрасочных материалов
Особенности тиксотропных лакокрасочных материалов (ЛКМ) и их преимущества уже упоминались выше. Давайте рассмотрим этот аспект более подробно.
