Rheologie

Die Viskosität ist die Eigenschaft eines Stoffes, unter Einwirkung einer Spannung zu fließen und irreversibel verformt zu werden. Der Viskositätskoeffizient, oft auch Viskosität genannt, ist eine stoffspezifische Konstante, die definiert wird als Quotient aus Schubspannung (τ) und Schergeschwindigkeit (D). Aufgrund der Zusammensetzung der Mahlpasten aus gelösten Polymeren, Pigmenten, Füllstoffen und Additiven weisen Mahlpasten ein komplexes Fließverhalten auf. Produkte, die mit zunehmender Scherung dünnflüssiger werden, werden strukturviskos oder pseudoplastisch genannt (Abb. 1).

Produkte, die mit zunehmender Scherung dickflüssiger werden, werden als dilatant bezeichnet (Abb. 2). Manche Produkte fließen erst nach Überwindung einer Fließgrenze; das sind sogenannte Bingham-Flüssigkeiten (Beispiel: Zahnpasta) (Abb. 3). Bei all diesen Produkten bleibt jedoch die Viskosität bei einer definierten Scherung konstant. Die Viskosität kann jedoch auch noch bei gleicher definierter Scherung von der Dauer der Scherung abhängig sein; das heißt, das Produkt wird niedrig bzw. höher viskos. Wird ein Produkt bei konstanter Scherung dünnflüssiger, spricht man von Thixotropie (Abb. 3), wird es dickflüssiger von Rheopexie (Abb. 4).

Das rheologische Verhalten von Mahlpasten ändert sich während des Dispergierprozesses: Mit fortschreitender Dispergierung werden die Agglomerate aufgebrochen und die dann entstehenden Primärteilchen haben nur noch einen sehr kleinen Oberflächenabstand zueinander. Das Resultat: Die Viskosität steigt. Aus all dem ist ersichtlich, dass man die Viskosität einer Mahlpaste nicht mit einer einfachen Kennzahl beschreiben kann.