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Irreversible hardening of a colloidal gel under shear: The smart response of natural rubber latex gels

Authors :
Paul Menut
Frédéric Bonfils
Sébastien Manneville
Brice Saint-Michel
Christian Sanchez
Mathieu Leocmach
Guilherme de Oliveira Reis
Thomas Gibaud
Laurent Vaysse
Ingénierie des Agro-polymères et Technologies Émergentes (UMR IATE)
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Ingénierie, Procédés, Aliments (GENIAL)
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École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
CNPq, National Council for Scientific and Technological Development – Brazil.
Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
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Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Source :
Journal of Colloid and Interface Science, Journal of Colloid and Interface Science, Elsevier, 2019, 539, pp.287-296. ⟨10.1016/j.jcis.2018.12.031⟩, Journal of Colloid and Interface Science, 2019, 539, pp.287-296. ⟨10.1016/j.jcis.2018.12.031⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
Elsevier BV, 2019.

Abstract

International audience; Natural rubber is obtained by processing natural rubber latex, a liquid colloidal suspension that rapidly gels after exudation from the tree. We prepared such gels by acidification, in a large range of particle volume fractions , and investigated their rheological properties. We show that natural rubber latex gels exhibit a unique behavior of irreversible strain hardening: when subjected to a large enough strain, the elastic modulus increases irreversibly. Hardening proceeds over a large range of deformations in such a way that the material maintains an elastic modulus close to, or slightly higher than the imposed shear stress. Local displacements inside the gel are investigated by ultrasound imaging coupled to oscillatory rheometry, together with a Fourier decomposition of the oscillatory response of the material during hardening. Our observations suggest that hardening is associated with irreversible local rearrangements of the fractal structure, which occur homogeneously throughout the sample.

Details

ISSN :
00219797 and 10957103
Volume :
539
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Colloid and Interface Science
Accession number :
edsair.doi.dedup.....6f027ae8253bc98622d00be8e16a849e
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.jcis.2018.12.031