在恒定的剪切應力下，大多數樣品表現為結構強度下降， 如果想要結構 恢復，就需要一定的時間。

什麼是觸變性？ 什麼不是 ？

Thixotropy（ 觸變性 ） 這個詞是由希臘語的 thixs（ 觸動 ） 和 trepein（ 改變 ） 兩個詞組合而來的 ， 它表示由於機械力造成的變化或者轉變。在流變學上，觸變行為定義為時間依賴性，表示在恒定剪切力的作用下，結構強度減弱，在隨後的靜置過程中，結構或快或慢的恢復，最終會完全恢復 。這個結構破壞及恢復的過程是個完全可逆的循環 。 結構不能完全恢復的物質，特別是在無限長靜置後結構也無法恢復的物質，是非觸變性的，其中一個 例子是法式酸奶，攪拌後，酸奶相比攪拌前始終保持很稀的狀態， 說明其結構發生瞭永久的改變 。

相反的行為也可以觀測到 ： 樣品的結構強度隨著恒定剪切力而增強 ， 而在隨後的靜置過程中， 強度下降， 這個過程稱為反觸變性，也是一個可逆的過程 。

觸變性 時常被錯誤地用來描述流動過程， 例如隻觀測結構破壞 過程或 時間依賴的流動行為，不觀察結構恢復過程 （ 例如在塗料和油墨的自由流動測試中，先在平板上使樣品靜置不同的時間，然後使平板一端升起， 形成斜面 ， 測量樣品在斜面上流動過程的時間 ）。

剪切變稀特性是當剪切力加大時，樣品粘度下降的行為 。

觸變性在什麼時候有用 ？

當需要研究樣品的流動行為或者模擬一個工藝過程時， 觸變性值得關註， 例如 在塗刷或裝填之後的行為 。在

生產和加工過程 中 ， 經常會有在不同剪切力下的突然變化（ 例如輸送 、 噴塗等 ）。

塗料和油墨的一個重要參數就是結構隨時間的恢復過程 ， 相應的會影響表面流平和流掛性能 。如果結構恢復太快會導致樣品表面流不平；如果結構恢復太慢，會導致樣品流掛或者表面厚度不夠 。

針對食品來說，沙拉的結構恢復快可以防止分層；針對醬類來說，觸變性可以保證醬汁在薯條上不到處流動 。

在灌裝 過程之後，快速的結構 恢復可以保證樣品在灌裝管口處不滴落，減少破壞環境 。

觸變性也是用戶評價產品好壞的一個決定性標準 。

測量觸變性的方法

- 滯後曲線

在觸變行為的質量控制上，經常采用流動曲線回環的面積來表示觸變性 。然而采用這種設置，樣品上一直有剪切應力載荷作用， 而沒有不被擾動的靜置結構恢復過程 。

圖 1是一個乳液樣品的上下流動曲線回環，兩個曲線之間的面積是 1.7Pa/s， 不同批次 的 樣品可以采用這個面積值來比較 。

圖1： 第一段向上的曲線 ， 第三段是向下的曲線用來確認回環的面積 ，以表征觸變性 。其中第二段是施加恒定的高剪切

三 段式觸變性測試方法 （ 3ITT）

更好的一個測量觸變性的方法是采用 3ITT觸變性測試 ，這個測試可以用來模擬大多數應用過程的實際條件 。

在 1980和 1990年代的老式流變儀上不能實現 快速的速度切換 ， 這也是為什麼之前人們采用觸變環來表征觸變性的原因 。

步進式的 3ITT測試包括以下階段 ：

1. 靜置階段 ， 加載一個恒定的 、 較小的剪切載荷 ；

2. 剪切階段 ， 加載一個恒定的 、 較大的剪切載荷 ；

3. 結構 恢復 過程 ， 采用和第一個過程一樣的恒定剪切載荷 ；

3ITT觸 變測試可以采用旋轉測試 ， 也可以采用振蕩測試或者兩種測試模式的組合， 旋轉測試中設置剪切速率 ，振蕩測試設置形變和角頻率。

靜置階段和結構恢復階段的剪切參數設置必須一致，而且剪切必須較小 ， 保證樣品沒有被破壞或者阻止結構恢復 過程 。

在靜置階段有時 需要 要 測量盡可能長的時間， 以得到穩定的結果 。有些樣品在裝樣過程中，結構已經被部分破壞，需要在用很長時間的進行恢復，因此第一段的測試數據會一直上升，這也是為什麼在 3ITT實驗開始之前需要等待一段時間的原因 。當然上升現象也可能是由錐板或者平板邊緣的樣品揮發造成的，這種情況等再長的時間也得不到穩定的結果，應該使用防溶劑揮發罩 。

剪切階段 可以模擬應用過程 例如塗刷或者噴塗等 。大多數情況下，要施加一個相當的高剪切速率載荷，當然要保證樣品在不被甩出的情況下進行實驗。

使用者最感興趣的還是第三段 --結構恢復階段 ，這裡可以觀測到樣品經過高剪切之後需要多長時間恢復到靜置階段的結構 。

圖 5是一個乳液 在 旋轉模式下的 3ITT測試結果 。采用粘度對時間作圖，20s之後大部分結構已經恢復，但要完全 恢復，還需要 更長的時間。

34f058ca0c0e5ed7d55e5312c5e8eef2圖5 旋轉模式下的 3ITT實驗測試結果RHEOTEST流變儀測量牙膏觸變環

如果您的設備具有振蕩模式 ， 推薦使用振蕩方式來測試粘彈性樣品， 因為這樣可以分別獲得樣品的粘性和彈性信息 。

圖 6是兩種塗料的測試曲線 。 藍色曲線的樣品大概需要 58s完成 90%的恢復 ， 而紅色曲線的樣品則需要304s。

塗料的結構恢復過程可以通過添加不同的流變助劑來控制，隻要損耗模量 G”大於儲能模量 G’，塗料仍然能流動 。反之，塗料則成為膠體狀物質，流平和流掛過程完成 。

76f48ebd9c2422203316efb3de549ffc圖6 兩種塗料的振蕩模式 3ITT實驗

對比不同樣品的觸變性 ， 3ITT實驗可以有幾種不同的分析方法， 以下是3種結構恢復階段的分析方法：

1） 在結構恢復階段 指定時間點上，結構強度與靜置階段結構強度的恢復比例；

2） 在結構恢復階段，結構強度達到指定恢復比例所需的時間（見圖 6）；

3） 振蕩測試中，達到儲能模量 G’與損耗模量 G”交點所需的時間，在結構恢復階段剛開始時，損耗模量一般大

於儲能模量，隨後會反過來 。

d8aad966109299e9485be9fdf8a973e7牙膏的三段式，恢復時間比較長機器外觀