粒子間反発力が希薄なモンモリロナイト分散系の粘弾性特性に及ぼす効果

抄録

液体粘弾性モデルに基づいて流動曲線を解析することによって得られた粘性率，ずり弾性率及び応力緩和時間と塩濃度の関係を調べ，粒子間反発力がモンモリロナイト分散系の流動特性にどのように寄与するかを定量的に明らかにした．粒子表面間の反発力を計算するために，モンモリロナイトの大きさと形状に基づいて，体積濃度1.1×10^-2における懸濁粒子の配列構造を詳細に検討した．その結果，モンモリロナイトのようなシ—ト状粒子は面と面が向かい合った状態で配列していることがわかった．このことから，粒子間反発力の計算式には平板モデルを用いるのが妥当であると判断された．また，臨界凝集濃度付近の反発力に対する任意の塩濃度での反発力の増加率を粒子表面間反発力（相対反発力）の指標とした．次に，このように定義された反発力と粘性率，ずり弾性率及び応力緩和時間の関係を調べた．その結果，粒子間反発力が増加するにつれて，分散したモンモリロナイト懸濁液の流動抵抗は大きくなり，固体的性質はほぼ直線的に増加することがわかった．