Introduction
Pour réussir la mise en œuvre des polymères, il est indispensable de bien comprendre le comportement des matériaux dans les conditions réelles de fabrication. Si la viscosité de cisaillement est couramment mesurée et utilisée pour l’optimisation des procédés, la viscosité d’extension apporte souvent les informations manquantes nécessaires à la compréhension de problèmes tels que l’instabilité de l’écoulement, les défauts de film, le gonflement de la filière, le rétrécissement ou la mauvaise qualité du produit.
Le rhéomètre capillaire haute pression Rosand permet de déterminer à la fois la viscosité de cisaillement et la viscosité d'extension en une seule mesure, offrant ainsi des informations précieuses sur les performances du matériau lors de l'extrusion, du moulage par soufflage et d'autres procédés d'écoulement par allongement.
Viscosité d'extension : lorsque la viscosité de cisaillement ne suffit pas
Certains matériaux peuvent présenter un comportement de viscosité de cisaillement quasi identique tout en se comportant de manière très différente lors de leur mise en œuvre. Dans de tels cas, la viscosité d'extension permet souvent de mettre en évidence ces différences car, par rapport à la mesure de la viscosité de cisaillement, elle est très sensible à l'architecture moléculaire et à la distribution du poids moléculaire.
Pour les transformateurs et les développeurs de matériaux, le fait de se fier uniquement à la viscosité de cisaillement peut entraîner une caractérisation incomplète des matériaux et des difficultés de production inattendues.
Le défi : éviter que la matière ne colle dans la zone de sortie des matrices à orifice classiques
La viscosité d'extension dans le rhéomètre Rosand est déterminée en mesurant la chute de pression à l'entrée de la filière. Avec des filières classiques de longueur nulle (à orifice), le matériau peut adhérer et s'accumuler à la sortie de la filière, en particulier lors de l'essai de masses fondues de polymères hautement élastiques.
Cela peut entraîner :
- une surestimation des valeurs de viscosité d'extension (Pen) liées à la chute de pression à l'entrée
- Une mauvaise répétabilité
- Une interprétation erronée des propriétés du matériau
- L’incapacité à prendre en compte des effets importants tels que l’ identify
La solution : la technologie FreeFlow Die
Afin de pallier ces limites, NETZSCH a mis au point la matrice innovante FreeFlow (figure 1) en collaboration avec le professeur Martin Zatloukal de l’université technique de Zlín (TBU Zlín). Sa géométrie optimisée empêche le matériau de se coller dans la zone en aval. Il en résulte une mesure précise et reproductible de la perte de charge à l’entrée.
Les avantages sont évidents :
- Des mesures précises de la viscosité d'extension
- Une meilleure reproductibilité
- Détection fiable des comportements d’écrouissage et de ramollissement
- Confiance accrue dans les données rhéologiques
Conçu pour des applications de traitement en temps réel
Les matrices FreeFlow sont disponibles en géométries circulaires et rectangulaires. Cela permet aux utilisateurs d'étudier la viscosité de cisaillement ainsi que :
- la viscosité d'extension uniaxiale pour des applications telles que le moulage par soufflage et le filage de fibres
- la viscosité d'extension plane pour l'extrusion de films coulés et l'évaluation des effets de rétrécissement
Il en résulte une compréhension plus complète du comportement des matériaux dans des conditions de déformation pertinentes pour le processus.
Vos avantages en bref
- Aucun résidu de matière n'adhère dans la zone en aval de la sortie de la filière
- Grande fiabilité des mesures rhéologiques
- Détermination précise de la viscosité en extension
- Détection fiable de l'écrouissage et du ramollissement
- Caractérisation du matériau dans des conditions de transformation réalistes
- Développement efficace des matériaux et optimisation des procédés
Conclusion
La filière FreeFlow élargit les capacités du rhéomètre capillaire haute pression Rosand en permettant des mesures hautement fiables de la viscosité de cisaillement et de l'extensibilité. En éliminant l'adhérence du matériau dans la zone en aval de la sortie de la filière et en réduisant au minimum les erreurs de mesure, elle fournit les informations rhéologiques précises nécessaires à un développement efficace des produits, à un meilleur contrôle des procédés et à l'amélioration des performances de fabrication.