11.03.2020 by Dr. Shona Marsh
Viscomètre ou rhéomètre - quel est le meilleur choix pour moi ?
Il n'est pas toujours facile de décider s'il faut acheter un viscosimètre ou un rhéomètre. Ce guide vous présentera les différences et vous expliquera comment un rhéomètre peut être mieux adapté à vos besoins.
Quelle estladifférence entreet?
En général, un viscosimètre utilise un palier mécanique qui limite la vitesse et le couple de l'instrument, alors qu'un rhéomètre utilise un palier à air à faible frottement. Cela signifie qu'un viscosimètre peut être une solution pour les essais de matériaux, de processus ou de production qui nécessitent de simples mesures d'écoulement sur des matériaux newtoniens (où la viscosité est indépendante du taux de cisaillement), alors que les performances d'un rhéomètre permettent une caractérisation beaucoup plus poussée de l'écoulement, de la 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 et même de l'adhésivité d'un matériau (pour les matériaux newtoniens et non newtoniens).
Un viscosimètre peut offrir une portabilité pour les essais sur le terrain ou à distance. Les rhéomètres, bien que généralement plus chers que les viscosimètres, sont plus polyvalents et disposent d'une gamme dynamique beaucoup plus large de paramètres de contrôle et de mesure.
Mesure Viscosité
La mesure de la viscosité est l'application la plus courante d'un viscosimètre ou d'un rhéomètre. Pour la plupart des produits, la viscosité doit être élevée à de faibles taux de cisaillement pour éviter la sédimentation ou l'affaissement, mais elle doit s'amincir à des taux de cisaillement plus élevés pour faciliter l'application ou le traitement. Par conséquent, une seule mesure de la viscosité n'est pas suffisante pour décrire la viscosité de ces matériaux et la viscosité doit être mesurée sur une gamme de taux de cisaillement ou de contraintes.
Typiquement, un viscosimètre peut mesurer dans la gamme d'environ 0,1 à103 s-1 tandis qu'un rhéomètre étend la gamme de mesure de 10-6 à105 s-1. Une plage de mesure plus large permet d'obtenir des données pertinentes en exposant l'échantillon à des conditions réalistes par rapport aux conditions appliquées lors de la fabrication ou de l'utilisation du produit.
Les processus tels que la sédimentation sont les mieux adaptés pour être analysés avec un rhéomètre en raison de ses capacités de faible couple. Le contrôle de la vitesse élevée d'un rhéomètre permet également l'analyse d'un processus à taux de cisaillement très élevé, tel que la pulvérisation.
| Processus | Taux de cisaillement minimum (s-1) | Taux de cisaillement maximal (s-1) | Viscomètre | Rhéomètre |
| Gravure inversée | 105 | 106 | ✔ | |
| Pulvérisation | 104 | 105 | ✔ | |
| Couche de lame | 103 | 105 | ✔ | ✔ |
| Mélange/agitation | 10 | 103 | ✔ | ✔ |
| Brosser | 10 | 103 | ✔ | ✔ |
| Pompage | 1 | 103 | ✔ | ✔ |
| Extrusion | 1 | 102 | ✔ | ✔ |
| Revêtement de rideau | 1 | 102 | ✔ | ✔ |
| Nivellement | 10-2 | 0.1 | ✔ | |
| Affaissement | 10-2 | 0.1 | ✔ | |
| Sédimentation | 10-6 | 10-2 | ✔ |
Limite d'élasticité
Après la viscosité, la limite d'élasticité est probablement la propriété rhéologique la plus couramment mesurée, car de nombreux produits de consommation gagnent à en avoir une.
La limite d'élasticité varie en fonction de la température et de l'échelle de temps pendant laquelle 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 est appliquée. Les rhéomètres peuvent fournir des données plus pertinentes sur la limite d'élasticité qu'un viscosimètre en permettant l'application du large éventail de ces méthodes. L'application d'une rampe de contrainte est considérée comme la méthode la plus simple avec un rhéomètre.
Quelle est la meilleure solution pour moi ?
La polyvalence et les performances accrues font des rhéomètres un excellent outil pour la recherche, le développement de produits et de processus, ainsi que pour les essais de contrôle de la qualité. Les viscosimètres et les rhéomètres sont complémentaires, et il n'est pas rare qu'au sein d'une même organisation, les viscosimètres soient utilisés pour les tests de contrôle de qualité sur des produits qui ont été développés à l'aide d'un rhéomètre. Cependant, grâce à la polyvalence et à la puissance du logiciel Kinexus, les mesures de R&D et de CQ (avec des critères de réussite et d'échec), y compris l'option 21 CFR (pour l'industrie pharmaceutique), peuvent être personnalisées en fonction du type d'échantillon, de l'application et de l'opérateur.