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表面特性が明らかになっている2種類のシリカ粒子をヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)水溶液に分散させてシリカサスペンションを調製し、そのレオロジー挙動を検討した。
1.無孔性シリカサスペンションの過渡状態のせん断応力には、構造の形成を意味するレオペクシーが観察された。特に、シリカ濃度が7.5%を越えると低いせん断速度においてオーバーシューティングが現れた。
定常状態でのせん断応力とせん断速度とのプロット(流動曲線)に、分散系に特徴的なshear-thinningが現れ、シリカ濃度が7.5%を越えると流動曲線に山、すなわちshear-thickenningが観察された。山の観測されるせん断速度は、シリカ濃度と共に増加することが分かった。このshear-thickenningの起こる原因は、シリカ粒子の凝集性と深い関係があり、サスペンションの貯蔵弾性率に内部構造の存在を示す第二平担部が存在することからも分かる。また、シリカに吸着したHPMCの一部を脱着させても、せん断応力の山は存在し、貯蔵弾性率の第二平坦部は観察された。
2.コロイダルシリカサスペンションの定常状態でのせん断応力は、HPMC水溶液に比べて一桁以上高く、強いshear-thinningを示した。この挙動は、流動曲線に山が観察された無孔性シリカの場合と異なる。これは、コロイダルシルカがより分散安定化しているためである。吸着したHPMCの一部を脱着すると、せん断応力は低下し、shear-thinningも弱くなることが分かった。また、高周波数領域を除き、損失弾性率が貯蔵弾性率に比べて大きいことが分かった。また、貯蔵弾性率に第二平坦部は観察されなかった。
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