Rhéologie et Caractéristiques Rhéologiques – Caoutchouc Synthétique

Aujourd’hui, l’information précieuse que nous souhaitons partager est la rhéologie.  

La rhéologie est

  la science qui analyse l’état de déformation des substances sous contrainte et force de déformation. (Pour simplifier..! ) 

L’équipement utilisé pour déterminer les caractéristiques rhéologiques est le rhéomètre. Il existe de nombreux types de rhéomètres, y compris des rhéomètres polyvalents pouvant contrôler les contraintes ou les forces de déformation et des rhéomètres capillaires (capillary).

Applications  

1. Polymères – Mesure de Fusion

En général, la détermination des caractéristiques rhéologiques des polymères est effectuée dans des solutions diluées ou des polymères fondus, ce qui joue un rôle important dans la détermination de la structure moléculaire (masse moléculaire, distribution de masse moléculaire et ramification), du comportement de traitement et des performances du produit final.

Dans le cas de la mesure des caractéristiques rhéologiques des polymères fondus, l’indice de fusion (melt index) est généralement utilisé, qui est une méthode expérimentale mesurant une viscosité unitaire, indiquant la quantité de matériau traversant un capillaire dans des conditions standard (température, pression et temps). L’indice de fusion est la méthode la plus simple et la plus rapide pour distinguer les différences relatives entre les polymères lors du contrôle qualité, et est donc fréquemment utilisé. Cependant, il a des limites pour distinguer précisément les différences de structure moléculaire et fournir des informations sur le comportement du matériau pendant le processus de traitement.

Les polymères sont des matériaux rhéologiques complexes qui présentent des propriétés viscoélastiques en fonction des changements de contrainte, de déformation et de température. Un exemple typique est le caoutchouc synthétique (PDMS), qui, en état massif, s’écoule lentement comme un fluide sous l’effet de la gravité et du temps. Cependant, lorsqu’il est façonné en une balle et lancé, il se comporte comme un élastomère, et lorsqu’il est fortement tiré, il se brise complètement comme un solide plastique. Ces caractéristiques des polymères montrent l’importance de mesurer les caractéristiques rhéologiques pour comprendre comment le polymère fonctionne et change de comportement pendant et après le processus de traitement.

En général, un rhéomètre rotatif qui peut contrôler les contraintes ou déformations est utilisé pour mesurer les propriétés suivantes.

• Mesure des viscoélasticités (G’, G », tan delta) en fonction des fonctions de fréquence (temps) et de température
• Mesure de la structure moléculaire (masse moléculaire, distribution de masse moléculaire, ramification) en utilisant des tests de fréquence et de fluage/récupération (viscosité zéro cisaillement)
• Mesure de l’influence de la ramification de longues chaînes sur les propriétés viscoélastiques linéaires (viscosité zéro cisaillement, compliance récupérable à l’état stationnaire)

Les rhéomètres capillaires sont également utilisés pour les mesures suivantes.

• Reproduction directe des conditions obtenues pendant le processus de traitement et mesure de la viscosité de cisaillement lorsque le taux de cisaillement passe de bas à élevé
• Mesure des défauts de fusion, de l’expansion de filière et des défauts de surface (Shark skin) causés par les propriétés élastiques en cas de taux de cisaillement élevé lors du traitement
• Mesure de la viscosité de traction et de la résistance à la fusion, paramètres importants pour le traitement des polymères