viskösuspension

Viskösuspension är en typ av suspension där fasta partiklar är fördelade i en vätska och där blandningen uppvisar hög viskositet jämfört med vätskan i ren form. Partiklarna kan vara av olika storlek och material, och blandningen kan uppvisa icke-newtonsk rheologi – flödet beror på skjuvhastigheten och kan vara shear-thinning eller ha en flödesstartspänning.

Rheologi och stabilitet: I låga partikelkoncentrationer kan relativ viskositet beskrivas med Einsteins formel, ηr = 1 + 2,5φ. Vid högre koncentrationer används mer avancerade modeller som Krieger-Dougherty: ηr = (1 − φ/φm)^(-[η]φm). Den maximala packningen φm beror på partikelstorlek och geometri och ligger ofta i intervallet cirka 0,5–0,64 för sfäriska partiklar. I praktiken bidrar elektrostatiska, steriska eller andra interaktioner till stabilisering och minskar sedimentation och fluktuationer. Blandningar kan uppvisa yield-stress och/eller thixotropi, vilket innebär att flödet kan börja vid ett visst tryck och att viskositeten kan återhämta sig efter omrörning.

Användningsområden och exempel: Viskösuspensioner är vanliga inom färg- och lackindustrin där pigment suspenderas i en viskös färgbärare; i keramiska och cementbaserade system (slurries) samt i livsmedels-, kosmetiska- och läkemedelsprodukter där partikulär fyllning eller tillsatser ger rätt textur och stabilitet. Tandkräm och vissa kosmetiska pastar är typiska praktiska exempel.

Tillverkning och stabilisering: För att hindra sedimentation och flockning används dispersants, elektrostatisk eller sterisk stabilisering samt kontroll av pH, saltinnehåll och temperatur. God dispersion kräver ofta lämpliga omrörningsrutiner, tillsatser och förbehandling av partiklarna.