Mecánica de suspensiones coloidales en fluidos no-newtonianos

Abstract

En este estudio nos centramos en el comportamiento reológico de suspensiones coloidales en fluidos complejos. Analizamos el cambio en la viscosidad debido a la presencia de partículas magnetizables y no magnetizables, suspendidas en una matriz polimérica, bajo diferentes condiciones. Consideramos bajas fracciones volumétricas y concentraciones del polímero menores a la concentración de traslape (C*). Por lo tanto, nuestras suspensiones se encuentran en el régimen diluido. Demostramos que partículas de escala micrométrica pueden generar anomalías en el comportamiento reológico de soluciones poliméricas. La anomalía observada reside en que el índice de consistencia de las soluciones poliméricas (análogo de la viscosidad) aumenta o disminuye en función de la fracción volumétrica de las partículas, contrario a lo predicho por la viscosidad de Einstein. Estos hallazgos son contrastados con la reología de suspensiones coloidales que sí obedecen la ley de Einstein. Así mismo, las mediciones reológicas son complementadas con análisis de imágenes de micrografías tomadas de las suspensiones coloidales. Nuestros resultados son bastante atractivos, dado que, este fenómeno ha sido observado principalmente en sistemas poliméricos con altas fracciones volumétricas de nanopartículas, y polímeros fundidos (polymer melts). Finalmente, ofrecemos una explicación de la anomalía en términos de la interacción coloide/polímero.