Introduction
La palette de dispersion double (figure 1) est la bonne géométrie à utiliser pour les échantillons qui doivent être dispersés en continu pendant la mesure, par exemple en cas de sédimentation prononcée sur une courte période. Comme le taux de cisaillement appliqué n'est pas complètement uniforme, ce type de géométrie doit être considéré comme une géométrie plus "relative" donnant une bonne indication de la viscosité. Au contraire, une mesure avec une géométrie absolue comme un système de plaque conique conduira à des valeurs absolues de la viscosité de cisaillement. Ici, avec cette géométrie absolue, le taux de cisaillement et 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 appliqués sur l'échantillon sont clairement définis en utilisant l'écart de mesure avec le déplacement et le couple, respectivement. Les mesures effectuées sur deux échantillons ayant la même géométrie relative peuvent être comparées entre elles. Mais il faut garder à l'esprit qu'elles ne fournissent pas directement des résultats absolus en raison de la non-uniformité du champ de cisaillement appliqué. Dans la discussion qui suit, des mesures sont effectuées pour démontrer ces différences. À cette fin, un essai réalisé avec une géométrie absolue est comparé à celui réalisé avec la palette à double dispersion.
Conditions de mesure
Une mesure de rotation (viscosité) a été effectuée sur une peinture murale avec la palette de dispersion jumelée (géométrie relative) et avec un système à plaque conique (géométrie absolue). Le tableau 1 présente les conditions utilisées pour les essais.
Tableau 1 : Conditions de mesure
| Échantillon | Peinture murale | |
| Appareil | Kinexus ultra+ | |
| Géométrie | Absolue : CP4/40 (Plaque conique, diamètre : 40 mm, angle du cône : 4°) | Relative : Cuvette 25 mm, double palette de dispersion |
| Écart | 146 μm | 5 mm |
| Taux de cisaillement | 0.1 à 100 s-1 | |
| Température d'utilisation | 25°C | |
Pour tous les rhéomètres, les constantes géométriques sont utilisées comme facteurs de conversion pour prendre les paramètres de l'instrument tels que le couple et le déplacement et les convertir en contrainte et en taux de cisaillement. Pour le cône et la plaque, ces constantes sont bien définies1. Pour une nouvelle géométrie telle que la palette à double dispersion utilisée dans cette étude, une procédure plus récente2 est utilisée pour obtenir une concordance étroite avec la géométrie absolue.
1 Macosko CW : Rheology Concepts, Principles and Applications, Wiley-VCH (1992)
2 Duffy JJ, Hill AJ, Murphy SH : Simple method for determining 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.stress and strain constants for non-standard measuring systems on a rotational rheometer, Appl. Rheol. 25 (2015) 42670.
Résultats des mesures
La figure 2 présente les courbes résultantes des deux mesures pendant la mesure de viscosité en régime permanent entre 0,1 et 100 s-1. Les valeurs de viscosité de cisaillement obtenues avec la palette de dispersion jumelle diffèrent de 10 à 15 % des valeurs absolues provenant de la mesure avec le système à plaque conique. Cette erreur est presque constante tout au long de la mesure et est due au profil de cisaillement non uniforme appliqué avec une géométrie non absolue. Il est possible d'ajuster manuellement la constante géométrique pour minimiser ce décalage ; toutefois, cette note d'application utilise les valeurs par défaut de la méthode discutée2pour démontrer les différences attendues de l'utilisation de nouvelles géométries et de géométries relatives.
Conclusion
Une géométrie absolue telle que le système de géométrie à plaque conique est le premier choix pour obtenir des valeurs de viscosité de cisaillement. Toutefois, si un échantillon est très instable, c'est-à-dire s'il y a sédimentation ou séparation, l'utilisation des géométries absolues peut être limitée, alors que la palette de dispersion jumelle donnera des informations plus cohérentes et plus représentatives sur le comportement de la viscosité de l'échantillon au cours des essais rhéologiques. Dans ce travail, il a été démontré que les mesures effectuées à l'aide de la palette de dispersion double permettent d'obtenir une bonne approximation des valeurs de viscosité de cisaillement d'une substance.