Pastös
Der Begriff pastös beschreibt einen Stoffzustand zwischen fest und flüssig. Pastöse Materialien sind formbar, fließen jedoch nicht frei. Sie verhalten sich unter geringer Belastung festartig und beginnen erst oberhalb einer bestimmten mechanischen Beanspruchung zu fließen. Typische Beispiele sind Pasten, Schlämme mit hoher Feststoffkonzentration oder feuchte Pulvergemische.
Rheologisch sind pastöse Systeme nicht-newtonsche Fluide. Charakteristisch ist das Vorhandensein einer Fließgrenze. Erst wenn die aufgebrachte Schubspannung diese Fließgrenze überschreitet, setzt eine irreversible Deformation bzw. ein Fließen ein.
Dieses Verhalten lässt sich mit dem Bingham-Modell beschreiben:
τ = τ0+ηp + γ˙
- τ ist die Schubspannung
- τ0 ist die Fließgrenze
- ηp ist die plastische Viskosität
- γ˙ ist die Scherrate
Für Schubspannungen τ < τ0 verhält sich das Material festkörperartig-elastisch. Für τ ≥ τ0 fließt es viskos. Viele pastöse Materialien zeigen zusätzlich ein scherverdünnendes Verhalten, das mit dem Herschel–Bulkley-Modell beschrieben werden kann.
- k ist der Konsistenzfaktor
- n < 1 ist der Fließindex
Τ = τ0 + k · (γ˙)n
Im Kontext von Mischen und Pulververedlung entsteht ein pastöser Zustand häufig durch die Zugabe kleiner Flüssigkeitsmengen zu einem Pulver. Dabei bilden sich Flüssigkeitsbrücken zwischen den Partikeln. Die resultierenden kapillaren Kräfte führen zu einer kohäsiven, plastisch verformbaren Struktur. Der Übergang von trockenem Pulver zu pastösem Material markiert einen kritischen Punkt in vielen Prozessen, da sich Fließverhalten, Mischmechanismus und Energieeintrag grundlegend ändern. Während des Vakuum-Mischtrocknens verändert sich die Stoffkonsistenz genau umgekehrt.