nichtnewtonsche

Nicht-Newtonsche Fluide sind Fluide, deren Viskosität nicht konstant bleibt und deren Scherspannung–Schergeschwindigkeit-Beziehung nicht dem Newtonschen Gesetz folgt. Bei ihnen hängt die Viskosität von der Schergeschwindigkeit, der Zeit oder beidem ab. Typische Merkmale sind eine Fließgrenze (yield stress), zeitabhängiges Fließverhalten (Thixotropie oder Rheopexie) sowie viskoelastische Eigenschaften.

Man unterscheidet Typen: Schubdünner (pseudoplastisch) verringern ihre Viskosität mit steigender Schergeschwindigkeit; Beispiele sind Ketchup oder Zahnpasta. Schubdickerer (dilatant) erhöhen sie bei höherer Schergeschwindigkeit; bekanntes Beispiel ist ein Maisstärke–Wasser-Gemisch (Oobleck). Bingham-Plastiken besitzen eine Fließgrenze, die erst überwunden werden muss; Beispiele sind manche Farben oder Pasten. Thixotrope Fluide verringern ihre Viskosität bei konstanter Scherung über die Zeit und kehren nach Ruhe in den ursprünglichen Zustand zurück, während rheopektische Fluide sich bei konstanter Scherung im Laufe der Zeit verhärten.

Rheologie untersucht diese Eigenschaften. Messungen erfolgen mit Rotations- oder Kapillar-Rheometern; Modelle wie Ostwald-de Waele (Power-law), Herschel-Bulkley oder das Bingham-Modell beschreiben das Verhältnis von Scherspannung zu Schergeschwindigkeit. Temperatur, Zusammensetzung und Alterung beeinflussen das Verhalten stark.

Alltägliche Beispiele sind Lebensmittel (Ketchup, Mayonnaise), Kosmetika, Farben und Lacke sowie Zahnpasta; in der Industrie spielen Nicht-Newtonsche Fluide eine wichtige Rolle in Prozessen wie Dosieren, Spritzgießen und Schmieren.