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Thixotropie (griechisch: ἡ θίξις, thixis „das Berühren“ und τρέπω, trepo „ich wende“, „ich ändere“) bezeichnet in der Rheologie eine Zeitabhängigkeit der Fließeigenschaften bei nichtnewtonschen Fluiden, bei der die Viskosität (Zähflüssigkeit) infolge andauernder mechanischer Beanspruchung abnimmt und erst nach beendigter Beanspruchung wieder zunimmt.[1] Der Begriff wurde von Peter Peterfi (1883-1953) und Herbert Max Finlay Freundlich (1880-1941) eingeführt. Das gegensätzliche Verhalten zur Thixotropie wird als Rheopexie, Antithixotropie oder negative Thixotropie bezeichnet.
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Manche nichtnewtonschen Fluide bauen bei einer konstanten Scherung mit der Zeit die Viskosität ab. Nach Aussetzung der Scherbeanspruchung wird die Ausgangsviskosität wieder aufgebaut. Vereinfacht heißt das, die thixotrope Flüssigkeit wird mit der Dauer ihrer Deformation immer dünnflüssiger. Nach Beendigung der Scherbelastung steigt die Viskosität zeitabhängig wieder an. Erreicht die Flüssigkeit ihren Anfangswert nicht mehr, so bezeichnet man sie als partiell thixotrop.[2]
Nicht zu verwechseln ist thixotropes Verhalten mit der Strukturviskosität, bei der die Viskosität durch zunehmende Scherung abnimmt, bei konstanter Scherbeanspruchung aber dann über der Zeit konstant bleibt.
Die Ursache für beide Phänomene ist ähnlich: die Struktur im Fluid ändert sich unter Scherkrafteinwirkung, sodass kleinere Wechselwirkungen zwischen den Partikeln auftreten. Nach der Einwirkung der Scherkraft bilden sich diese Strukturänderungen mehr oder weniger schnell zurück.
Joghurt zählt hingegen nicht zu den thixotropen Fluiden, da seine Strukturveränderungen nach dem Zerdrücken irreversibel sind, auch nicht Kondensmilch – wohl aber reines Kasein, das Klebereiweiß der Milch. Auch Honig ist nicht thixotrop: Er wird nicht durch mechanische, sondern thermische Einwirkung dünner – das „Festwerden“ ist eine Zuckerkristallisation.
Synovialflüssigkeit in den Gelenken ist durch die darin enthaltene Hyaluronsäure thixotrop, weswegen man sich vor sportlichen Betätigungen „aufwärmen“ soll.
In der Bodenkunde bezeichnet Thixotropie einen Vorgang in feinkörnigen, meist tonigen Sedimenten, bei dem durch mechanische Beanspruchung reversible Viskositätsunterschiede auftreten. Typisch ist ein Wechsel von fest nach flüssig durch Erschütterung mit anschließender Rückkehr in den festen Zustand. Thixotrop sind beispielsweise Quickerde, Quickton und Treibsand.
Ausschlaggebend für diese Eigenschaft sind Korngrößenzusammensetzung und Art der Sediment bildenden Stoffe. Meist sind es plättchenförmige Tonminerale, die sich – in mikroskopischem Maßstab – zunächst in alle Raumrichtungen gegeneinander abstützen. Bei Erschütterung bricht die Struktur wie ein Kartenhaus in sich zusammen, die Mineralplättchen parallelisieren sich und beginnen mangels interner Haftkräfte und unter Einwirkung der Schwerkraft aneinander vorbeizugleiten.
Ebenfalls in diesen Bereich zählen Massenbewegungen wässriger Substrate, also Schlammlawinen, Muren und ähnliches, die unter der hohen mechanischen Last hochfließfähig werden.
Als Thixotrophie in der Schifffahrt [4] wird eine Grenzflächenerscheinung des Systems fest-flüssig von feinkörnigem Ladungsgut z.b. Erzkonzentraten und Tonen bezeichnet. Das trocken erscheinende Schüttgut kann in Abhängigkeit von seinem Feuchtigkeitsgehalt allein durch mechanische Erschütterungen wie Vibration des Schiffes breiig und flüssig werden. Die Folge können Ladungsverlagerungen mit Schiffsverlusten sein. Die zulässige Feuchtigkeitsgrenze für den Seetransport ist der höchste Wassergehalt eines Konzentrates. Er beträgt 90 Prozent des Verflüssigungspunktes und muss vor Ladungsübernahme durch eine amtliche Expertise bestimmt werden.
