Gelation of aqueous gelatin solutions. II. Rheology of the sol-gel transition

Abstract
We have studied the rheological behaviour of aqueous gelatin solutions during the gelation process at several temperatures. The linear viscoelastic regim was investigated by dynamical measurements in the frequency range 0.01 Hz to 1.5 Hz, using a Weissenberg rheogoniometer. The relation between the shear moduli and the helix amount at several temperatures puts into evidence that this structural parameter pilots the gelation process. Analysing the rheological data, we propose a method of deriving the gel point, which could be used for other systems. Finally we show that gelatin gelation can be interpreted within the framework proposed by de Gennes and Stauffer of the percolation theory. The exponents for the static viscosity and the relaxed shear modulus are in agreement with the 3d predictions.

Résumé
Nous avons étudié le comportement rhéologique des solutions aqueuses de gélatine pendant le processus de gélification à plusieurs températures. Nous avons exploré la réponse dynamique du système dans le domaine viscoélastique linéaire, à plusieurs fréquences comprises entre 0.01 Hz et 1.5 Hz, à l'aide du rhéogoniomètre de Weissenberg. La relation entre le module de cisaillement et le taux d'hélices montre clairement que ce dernier paramètre contrôle le processus de gélification. De l'analyse des données rhéologiques, nous déduisons une méthode pour définir le point de gel qui pourrait s'appliquer à d'autres systèmes. Finalement, nous interprétons la gélification de la gélatine dans le cadre de la théorie de percolation proposée par de Gennes et Stauffer. Les exposants pour la viscosité élastique et le module de cisaillement relaxé sont en accord avec les valeurs prévues à 3d.