Учебное пособие по коллоидной химии Казань 2015 1

пользуются реальные тела с огромным разнообразием структур. Однако 
чаще всего материалы и изделия из них представляют собой в конечном 
виде твердые тела, имеющие конденсационно-кристаллизационные струк-
туры (металлы, сплавы, керамика, бетон и др.), тогда как сырье и проме-
жуточные продукты обычно выступают в виде жидкообразных или твер-
дообразных с коагуляционной структурой. Последние очень удобны в тех-
нологии материалов для регулирования составов, однородности, в техно-
логии изделий – для их формирования и т.д. В процессе изготовления ма-
териалов, изделий, как правило, осуществляется переход от коагуляцион-
ных структур к конденсационно-кристаллизационным. 

---

67 
n>1 
n=1 
Рис. 26. Типичные кривые течения
жидкообразных тел: 
а – ньютоновская жидкость; 
б – псевдопластическая жидкость; 
в – дилатантная жидкость 
γ΄ 
а 
б 
в 
Р 
n<1 
Разнообразие реальных структур в то же время не позволяет все их 
четко разделить на два указанных вида. Безусловно, существует множество 
промежуточных состояний. И все же упомянутая классификация структур 
дисперсных систем исключительно помогает связать механические свой-
ства тел с их строением. 
Одновременно существуют классификации, основанные на реологи-
ческих свойствах тел, в соответствии с которыми все реальные тела приня-
то делить на жидкообразные  (предел текучести равен нулю Р
т
=0) и 
твер дообразные  (Р
т
>0). В свою очередь, жидкообразные тела класси-
фицируют на ньютоновские и неньютоновские жидкости.
Ньютоновскими жидкостями называют системы, вязкость которых 
не зависит от напряжения сдвига и является постоянной в законе Ньютона.
Неньютоновские жидкости не следуют закону Ньютона. Их вяз-
кость зависит от напряжения сдвига. Они подразделяются на стационар-
ные, реологические характеристики которых не зависят от времени, и не-
стационарные, у которых эти характеристики зависят от времени. Среди 
неньютоновских стационарных жидкостей различают псевдопластические 
и дилатантные.
Типичные реологические зависимости для этих жидкообразных сис-
тем представлены на рис. 26. Экспериментальные исследования показали, 
что зависимость между напряжением сдвига и скоростью деформации в 
логарифмических координатах для стационарных жидкообразных систем 
часто оказывается линейной и отличается только тангенсом угла наклона. 
Это послужило основанием для выра-
жения общей зависимости с помощью 
степенной функции:
Р = К·γ΄
n
, (92) 
где К и n – постоянные, характеризую-
щие жидкообразную систему.
Двухпараметрическое уравнение 
(92) известно под названием математи-
ческой модели Оствальда-Вейля. Нью-
тоновская вязкость неньютоновской 
стационарной жидкости может быть 
представлена в виде: 
1






n
K
Р



. 
(93) 
Если n=1, жидкость является ньютоновской и константа К совпадает 
с величиной ньютоновской вязкости (рис. 26, кривая а). Таким образом, 
отклонение n от единицы характеризует степень отклонения свойств жид-
кости от ньютоновских. У дилатантных жидкостей n>1 и ньютоновская 

---

68 
вязкость растет с увеличением скорости сдвига (рис. 26, кривая в). Для 
псевдопластических жидкостей (n<1) характерно падение ньютоновской 
вязкости с ростом скорости сдвига (рис. 26, кривая б). Разбавленные дис-
персные системы с равноосными частицами обычно представляют собой 
ньютоновские жидкости. К псевдопластическим жидкостям относятся сус-
пензии, содержащие ассиметричные частицы, и растворы полимеров, по-
добные производным целлюлозы. С возрастанием напряжения сдвига час-
тички суспензии постепенно ориентируются своими большими осями 
вдоль направления потока. Хаотическое движение частиц меняется неупо-
рядоченно, что ведет к уменьшению вязкости. Дилатантные жидкости в 
химической технологии встречаются редко. Дилатантное поведение на-
блюдается у дисперсных систем с большим содержанием твердой фазы. 
При малых нагрузках дисперсионная среда играет роль смазки, уменьшая 
силу трения и, соответственно, вязкость. С возрастанием нагрузки твердые 
частицы начинают соприкасаться непосредственно, вызывая тем самым 
увеличение силы трения – вязкость растет. 
Твердообразные дисперсные системы подразделяют на бингамовские 
и небингамовские. Они объединяются общим уравнением: