Introduction
La cellule d'immobilisation est utilisée avec le rhéomètre rotatif Kinexus pour caractériser les propriétés rhéologiques d'une peinture ou d'un revêtement lorsqu'il est séché sur un substrat. Un tel test est utile pour déterminer les effets de
- De la teneur en solides
- De la porosité du substrat du revêtement
- L'épaisseur du substrat de revêtement
- Des additifs de rétention d'eau
- La perte de charge appliquée
sur les propriétés rhéologiques d'un matériau.
La figure 1 présente le système de la cellule d'immobilisation.
Une mesure est effectuée en plaçant l'échantillon sur un substrat positionné sur un disque fritté poreux et un vide appliqué en dessous pour initier le processus de déshydratation. Une géométrie supérieure (cône ou plaque) allant jusqu'à 45 mm de diamètre peut être utilisée, et des mesures en temps réel effectuées en rotation (viscosimétrie) pour caractériser la cinétique d'immobilisation de l'échantillon, ou en oscillation pour détecter les changements dans les propriétés viscoélastiques.
Paramètres de mesure
Dans ce qui suit, les propriétés rhéologiques d'une peinture murale ont été mesurées pendant le séchage. Le tableau 1 détaille les paramètres de mesure.
Tableau 1 : Paramètres de mesure
| Appareil | Rhéomètre rotatif Kinexus ultra+ |
| Type d'essai | Oscillation, balayage temporel |
| Géométrie | PP40 (plaque/plaque, diamètre : 40 mm) |
| Écart au début de la mesure | 1 mm |
| Force normale pendant la mesure | 0.5 N |
| Fréquence | 1 Hz |
| DéformationLa Déformation décrit une déformation d’un matériau qui subit une contrainte ou une force mécanique externe. Les formulations d’élastomères présentent des propriétés de fluage, si une charge constante est appliquée.Déformation par cisaillement | 0.5% |
Remarques sur :
Le choix de la ContrainteLa Contrainte est définie par un niveau de force appliquée sur un échantillon d’une section bien définie. (Contrainte = force/surface). Les échantillons qui possèdent une section rectangulaire ou circulaire peuvent être comprimés ou étirés. Les matériaux élastiques comme les élastomères peuvent être étirés jusqu’à 5 à 10 fois leur longueur initiale.contrainte de cisaillement : La contrainte de cisaillement de 0,5 % a été choisie parce qu'elle se situe dans la région viscoélastique linéaire (Région Viscoélastique Linéaire (LVER)In the LVER, applied stresses are insufficient to cause structural breakdown (yielding) of the structure and hence important micro-structural properties are being measured.LVER) et n'entraîne donc pas de rupture de la structure de l'échantillon. Ceci a été déterminé au moyen d'une expérience de balayage d'amplitude (résultats non affichés). Bien entendu, l'échantillon change au cours de la mesure parce qu'il sèche, de sorte que sa région viscoélastique linéaire peut également changer. Un examen de la courbe de distorsion harmonique a révélé que l'échantillon est resté dans le LVER pendant toute la durée de la mesure.
La force normale appliquée pendant la mesure : Un espace de 1 mm a été choisi pour le test, mais pour tenir compte du rétrécissement attendu du fait du séchage de l'échantillon, une force normale de small a été appliquée pour garantir le maintien du contact entre la plaque supérieure et l'échantillon avec le changement d'espace au cours du test. Cette technique a permis d'éviter l'éjection de l'échantillon, car le maintien d'une force normale a entraîné une réduction de la taille de l'espace correspondant au rétrécissement de l'échantillon.
LVER - Gamme viscoélastique linéaire
- le LVER est la plage d'amplitude dans laquelle les déformations et les contraintes sont proportionnelles.
- Dans le LVER, les contraintes (ou déformations) appliquées sont insuffisantes pour provoquer une rupture de la structure et, par conséquent, les propriétés microstructurelles sont mesurées.
Distorsion harmonique
Au sein du LVER, la fréquence d'oscillation d'entrée est la même que la fréquence d'oscillation de sortie. Au-delà du LVER, nous obtenons une distorsion harmonique. L'oscillation d'entrée se décompose en réponses à des fréquences plus élevées (c'est-à-dire harmoniques). Au fur et à mesure que la contrainte s'éloigne du LVER, la distorsion harmonique augmente. Elle peut être facilement affichée dans le logiciel NETZSCH rSpace.
Résultats des mesures
La figure 2 montre la rigidité complexe et l'écart mesurés pendant le séchage de la peinture murale.
Après une minute d'équilibrage au cours de laquelle une oscillation a été appliquée sans vide, la pompe a été mise en marche et l'assèchement de la peinture a commencé. Cela a entraîné une augmentation de trois décennies du module complexe. Rigidité complexe et écart pendant le séchage de la peinture 2(rigidité) en 11 minutes, alors que l'échantillon s'est contracté de plus de 10 %. Après ce laps de temps, le module complexe et l'écart ont atteint un plateau, indiquant la fin du processus de séchage.
Une démonstration de l'installation de la cellule d'immobilisation est présentée dans cette vidéo : Comment utiliser la cellule d'immobilisation