reologia

reologia

Scienza che si occupa delle proprietà di scorrimento dei materiali costituendo un punto d’incontro per un’ampia varietà di discipline: fisica, chimica, matematica, biologia, geologia e ingegneria. Da una parte analizza le deformazioni elastiche di materiali in fase solida (che seguono la legge di Hooke) e dall’altra il flusso newtoniano (descritto dalla legge di Newton) di liquidi e gas; nel mezzo, poi, ci sono fenomeni di scorrimento di particolari sostanze, che non seguono la legge di Newton, quali sospensioni colloidali ed emulsioni (per es. la maionese e le vernici), che hanno proprietà intermedie tra quelle fluide e quelle solide. I fluidi, per come sono definiti, non dovrebbero presentare resistenza al moto di scorrimento; invece nei fluidi reali tale resistenza è osservata ed è dovuta a una forma d’attrito interno, detta viscosità, fra strati adiacenti di fluido, che si oppone allo scorrimento dell’uno sull’altro. Un fluido reale, quindi, è caratterizzato da un coefficiente di viscosità η (unità di misura Poise), che diminuisce al diminuire della densità, e quindi all’aumentare della temperatura. L’importanza di tale scienza riguarda molti processi industriali, per es. nel settore farmaceutico, alimentare, delle materie plastiche, delle gomme e delle ceramiche; infatti se il comportamento reologico di tali materiali viene ignorato, esso può portare a effetti inaspettati nel corso dei processi di lavorazione e soprattutto durante il loro utilizzo. Un ruolo importante in campo industriale viene dato ai cosiddetti modificatori di reologia; nel campo dei rivestimenti, per es., gli addensanti tradizionali sono eteri di cellulosa, impiegati da molti anni nell’industria delle pitture. Il loro peso molecolare, che varia da valori bassi (20.000 g/mol) a valori molto alti (800.000 g/mol), influenza direttamente l’efficacia addensante. Tali sostanze presentano una catena polimerica non flessibile che occupa un grande volume nella fase acquosa. La catena del polimero idrofila degli eteri di cellulosa, infatti, tende ad associarsi con le molecole d’acqua circostanti grazie a legami a idrogeno, aumentando in modo significativo il volume idrodinamico del polimero stesso. In questo modo, si riduce lo spazio libero disponibile perché le particelle (per es. il pigmento) si muovano liberamente con il conseguente aumento della viscosità.

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