Reologia SIstemas Multifasicos

TEMA 6. Reología de sistemas
multifásicos.
6.1. Introducción
6.2. Influencia de la concentración de la fase continua
6.3. Influencia de la fase dispersa
6.4. Naturaleza de la fase dispersa
6.5. Efecto de la distribución de tamaños de la fase dispersa.
6.6. Efecto de la temperatura.
6.7. Efecto de la presencia de aditivos
6.8. Viscoelasticidad de suspensiones y dispersiones.
6. 9. Estabilidad delas suspensiones

6.1. INTRODUCCIÓN.
Muchas de las sustancias que encontramos en la vida cotidiana son suspensiones o
dispersiones. Desde cemento o barro, a la sangre, pasando por salsas, lociones, pomadas,
adhesivos, lubricantes y grasas, etc..., estamos tratando con dicho tipo de sistemas. En el
campo de los polímeros también es posible encontrar polímeros cargados con agentes de
refuerzo comofibras o cargas minerales o los sistemas constituidos por polímeros
inmiscibles. También es posible hablar de los copolímeros de bloque o injerto con fases
separadas pueden ser consideradas como mezclas inmiscibles con la particularidad de que
ambas se encuentran unidas químicamente. Las espumas poliméricas también pueden ser
consideradas como sistemas “cargados“ de un gas.
En todos estos casoshabría que hablar de una fase discreta (aquella de menor fracción
volumétrica), y de una fase continua, de mayor concentración, y en la que está suspendida la
fase discreta.
Aunque en ocasiones se tienda a hablar de manera indistinta de dispersiones o de
suspensiones, en muchos casos se tienda a particularizar el caso de dispersiones como
aquellos sistemas en los que la fase discreta tiene un tamañoinferior a la micra, sistemas en
los que los factores coloidales son significantes.
En general, hay que destacar que el comportamiento reológico de este tipo de sistemas
es extremadamente complejo, dado el gran número de factores que intervienen:
-

Concentración de la fase dispersa o discreta.

-

Naturaleza de la fase dispersa.

-

Forma, tamaño de partícula y distribución de tamaños de la fasediscreta.

-

Efecto de la presencia de aditivos

-

Efecto de la temperatura.

Por este motivo, cada sistema a estudiar podría considerarse como un mundo
diferente, por lo que las generalizaciones deberían de tomarse con extrema precaución, y un

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estudio detallado de todos los sistemas constituidos por varias fases requeriría mucho más
tiempo del disponible en el presente curso.
A pesar deello, es posible describir una serie de reglas generales, la mayoría de ellas
descritas en la bibliografía para el caso de suspensiones, y que para la mayoría de sistemas
suelen explicar su comportamiento.

6.2. INFLUENCIA DE LA CONCENTRACIÓN DE LA FASE CONTINUA.
En todas las suspensiones o dispersiones su comportamiento reológico, y por tanto su
viscosidad, es determinado en parte afectados por lafase continua.
Si por ejemplo la viscosidad de la fase continua cambia con la temperatura o con la
presencia de aditivos solubles en ella, la viscosidad de la suspensión o dispersión resultante
también se verá modificada. Por ejemplo. Las siguientes concentraciones (% en peso) de las
siguientes sales sódicas son capaces de doblar la viscosidad del agua a 20 ºC: Hidróxido (10.5),
carbonato (11.5),acetato (15), fosfato (21), sulfato (18), tartrato (19), cloruro (25), y nitrato (37). El

efecto de cada uno de ellos es función además de su peso molecular de la forma de las
moléculas que se disuelven, así como de la estructura e interacciones que se establezcan entre
ellas. El efecto del peso molecular es marcado; por ejemplo, la disolución de un dextrano de
peso molecular 72.000 daltons escapaz de doblar la viscosidad del agua a niveles del orden
del 2.75 % en peso, mientras que la adición de moléculas mucho más sencillas, como glucosa,
sucrosa o maltosa hace necesario emplear concentraciones próximas al 20%.
Al mismo tiempo, por ejemplo también es posible disminuir la viscosidad del agua con
la simple adición de los denominados “rompedores de estructuras”. De este modo, sales de...