Reologia are aplicații în știința materialelor, inginerie, geofizică, fiziologie, biologie umană și farmaceutică. Știința materialelor este utilizată în producția multor substanțe importante din punct de vedere industrial, cum ar fi cimentul, vopseaua și ciocolata, care au caracteristici complexe de curgere. În plus, teoria plasticității a fost la fel de importantă pentru proiectarea proceselor de formare a metalelor. Știința reologiei și caracterizarea proprietăților vâscoelastice în producția și utilizarea materialelor polimerice a fost esențială pentru fabricarea multor produse destinate utilizării atât în sectorul industrial, cât și în cel militar. studiul proprietăților de curgere a lichidelor este important pentru farmaciștii care lucrează la fabricarea mai multor forme de dozare, cum ar fi lichidele simple, unguentele, cremele, pastele etc. Comportamentul de curgere al lichidelor sub tensiune aplicată este de mare relevanță în domeniul farmaceutic. Proprietățile de curgere sunt utilizate ca instrumente importante de control al calității pentru a menține superioritatea produsului și pentru a reduce variațiile de la un lot la altul.
Știința materialelorEdit
PolimeriEdit
Se pot da exemple pentru a ilustra aplicațiile potențiale ale acestor principii la probleme practice de prelucrare și utilizare a cauciucurilor, materialelor plastice și fibrelor. Polimerii constituie materialele de bază ale industriilor cauciucului și plasticului și sunt de o importanță vitală pentru industria textilă, petrolieră, auto, hârtiei și farmaceutică. Proprietățile lor vâscoelastice determină performanța mecanică a produselor finale ale acestor industrii și, de asemenea, succesul metodelor de prelucrare în etapele intermediare de producție.
În materialele vâscoelastice, cum ar fi majoritatea polimerilor și materialelor plastice, prezența comportamentului de tip lichid depinde de proprietățile și astfel variază în funcție de viteza de aplicare a sarcinii, adică de rapiditatea cu care se aplică o forță. Jucăria din silicon „Silly Putty” se comportă destul de diferit în funcție de rata de timp de aplicare a unei forțe. Dacă trageți de ea încet, aceasta prezintă o curgere continuă, similară cu cea evidențiată la un lichid foarte vâscos. Alternativ, atunci când este lovită puternic și direct, se sparge ca o sticlă de silicat.
În plus, cauciucul convențional suferă o tranziție vitroasă (numită adesea tranziție cauciuc-glonț). De exemplu, dezastrul navetei spațiale Challenger a fost cauzat de inelele O din cauciuc care au fost folosite cu mult sub temperatura lor de tranziție vitroasă într-o dimineață neobișnuit de rece din Florida și, prin urmare, nu au putut să se flexeze în mod adecvat pentru a forma garnituri de etanșare corespunzătoare între secțiunile celor două propulsoare de rachetă cu combustibil solid.
BiopolimeriEdit
Sol-gelEdit
Cu vâscozitatea unui sol ajustată într-un interval adecvat, pot fi trase atât fibra de sticlă de calitate optică, cât și fibra ceramică refractară, care sunt utilizate pentru senzori cu fibră optică și, respectiv, pentru izolație termică. Mecanismele de hidroliză și condensare, precum și factorii reologici care înclină structura spre structuri liniare sau ramificate sunt cele mai critice probleme ale științei și tehnologiei sol-gel.
GeofizicăEdit
Disciplina științifică a geofizicii include studiul curgerii lavei topite și studiul curgerilor de resturi (alunecări de teren fluide). Această ramură disciplinară se ocupă, de asemenea, de materialele solide ale Pământului care prezintă curgere doar pe scări de timp extinse. Cele care prezintă un comportament vâscos sunt cunoscute sub numele de reide. De exemplu, granitul poate curge plastic cu o tensiune de curgere neglijabilă la temperatura camerei (adică o curgere vâscoasă). Experimentele de fluaj pe termen lung (~10 ani) indică faptul că vâscozitatea granitului și a sticlei în condiții ambiante sunt de ordinul a 1020 poises.
FiziologieEdit
Fiziologia include studiul multor fluide corporale care au o structură și o compoziție complexă și, prin urmare, prezintă o gamă largă de caracteristici de curgere viscoelastică. În special, există un studiu specializat al curgerii sângelui, numit hemorheologie. Acesta este studiul proprietăților de curgere a sângelui și a elementelor sale (plasma și elementele formate, inclusiv globulele roșii, globulele albe și trombocitele). Vâscozitatea sângelui este determinată de vâscozitatea plasmei, de hematocrit (fracția de volum a globulelor roșii, care constituie 99,9% din elementele celulare) și de comportamentul mecanic al globulelor roșii. Prin urmare, mecanica globulelor roșii este principalul factor determinant al proprietăților de curgere a sângelui.
Reologie alimentarăEdit
Reologia alimentară este importantă în fabricarea și prelucrarea produselor alimentare, cum ar fi brânza și înghețata.
Agenți de îngroșare, sau agenți de îngroșare, sunt substanțe care, atunci când sunt adăugate la un amestec apos, îi măresc vâscozitatea fără a-i modifica substanțial alte proprietăți, cum ar fi gustul. Aceștia dau corp, cresc stabilitatea și îmbunătățesc suspendarea ingredientelor adăugate. Agenții de îngroșare sunt adesea utilizați ca aditivi alimentari și în produsele cosmetice și de igienă personală. Unii agenți de îngroșare sunt agenți de gelificare, formând un gel. Agenții sunt materiale utilizate pentru a îngroșa și stabiliza soluțiile lichide, emulsiile și suspensiile. Ei se dizolvă în faza lichidă sub forma unui amestec coloidal care formează o structură internă slab coerentă. Agenții de îngroșare a alimentelor se bazează frecvent fie pe polizaharide (amidon, gume vegetale și pectină), fie pe proteine.
Reologia betonuluiEdit
Frecvența de lucru a betonului și a mortarului este legată de proprietățile reologice ale pastei proaspete de ciment. Proprietățile mecanice ale betonului întărit cresc dacă se utilizează mai puțină apă în proiectarea amestecului de beton, însă reducerea raportului apă/ciment poate scădea ușurința de amestecare și aplicare. Pentru a evita aceste efecte nedorite, se adaugă de obicei superplastifianți pentru a reduce tensiunea aparentă de curgere și vâscozitatea pastei proaspete. Adăugarea lor îmbunătățește foarte mult proprietățile betonului și ale mortarului.
Reologia polimerilor cu umpluturăEdit
Încorporarea diferitelor tipuri de materiale de umplutură în polimeri este un mijloc obișnuit de a reduce costurile și de a conferi anumite proprietăți mecanice, termice, electrice și magnetice dezirabile materialului rezultat. Avantajele pe care le oferă sistemele polimerice umplute vin la pachet cu o complexitate crescută a comportamentului reologic.
De obicei, atunci când se ia în considerare utilizarea de materiale de umplutură, trebuie să se facă un compromis între proprietățile mecanice îmbunătățite în stare solidă, pe de o parte, și dificultatea crescută a prelucrării în stare topită, problema obținerii unei dispersii uniforme a materialului de umplutură în matricea polimerică și aspectele economice ale procesului datorate etapei suplimentare de compoziție, pe de altă parte. Proprietățile reologice ale polimerilor încărcați sunt determinate nu numai de tipul și cantitatea de material de umplutură, ci și de forma, dimensiunea și distribuția dimensională a particulelor sale. Vâscozitatea sistemelor umplute crește, în general, odată cu creșterea fracțiunii de umplutură. Acest lucru poate fi ameliorat parțial prin distribuții largi ale dimensiunilor particulelor prin efectul Farris. Un factor suplimentar este transferul de tensiune la interfața umplutură-polimer. Aderența interfacială poate fi îmbunătățită substanțial prin intermediul unui agent de cuplare care aderă bine atât la polimer, cât și la particulele de umplutură. Tipul și cantitatea de tratament de suprafață pe umplutură sunt astfel parametri suplimentari care afectează proprietățile reologice și materiale ale sistemelor polimerice umplute.
Este important să se ia în considerare alunecarea peretelui atunci când se realizează caracterizarea reologică a materialelor cu grad ridicat de umplere, deoarece poate exista o diferență mare între deformația reală și cea măsurată.
.