Caracterización reológica de suspensiones de dióxido de silicio pirogénico en polipropilenglicol

Resumen

El uso del dióxido de silicio pirogénico como agente modificador de las propiedades reológicas es una práctica común en la búsqueda de sistemas materiales con comportamientos de flujo a la carta. La química superficial de las partículas de sílica fumada determina su carácter hidrofílico o hidrofóblico, haciendo que las interacciones con otras partículas y con el medio que las dispersa den lugar a suspensiones no floculadas, floculadas o geles coloidales. En este estudio se analizan las suspensiones de tres tipos de dióxido de silicio pirogénico, uno hidrofílico (A200), uno parcialmente hidrofóbico (R805) y otro totalmente hidrofóbico (R816), en polipropilenglicol de dos masas moleculares distintas (400 y 2000 g/mol), con el objeto de determinar la influencia en el comportamiento reológico tanto de la química superficial de la partícula como de la longitud de las moléculas de la matriz polimérica. Se presta especial interés en la definición de un protocolo de precizalla, que permita borrar la historia de deformación previa de estos sistemas sin desnaturalizarlos, y en análisis de los comportamientos transitorios. Teniendo en cuenta que en la mayoría de procesos industriales el transporte se produce por tubería, se completa el trabajo con la resolución, mediante técnicas numéricas, del problema de flujo en conducto de sección circular en régimen laminar, estacionario y desarrollado de las suspensiones de dióxido de silicio pirogénico en polipropilenglicol aquí contempladas, para lo cual ha sido necesario definir previamente sus ecuaciones constitutivas en estado estacionario. De este modo, se hace uso de las tres ramas de la Reología (Reometría, Reología Teórica y Reología Computacional).