Glossaire

Correction Bagley

Le rhéomètre capillaire haute pression Rosand permet l'extrusion contrôlée (par flux volumétrique) d'un échantillon à travers une filière de haute précision et de dimensions connues. Cela permet de caractériser les propriétés d'écoulement des matériaux, généralement dans des conditions de force (ou de pression) élevée et/ou de taux de cisaillement élevé.

Pourquoi la correction Bagley ?

Lors de la mesure au rhéomètre capillaire à haute pression, le matériau s'écoule généralement d'un tonneau de 15 mm de diamètre dans une filière de 1 mm de diamètre. La pression nécessaire pour accélérer le matériau dans la filière est mesurée à l'entrée de la filière. Ainsi, la valeur mesurée contient non seulement la pression nécessaire pour cisailler le matériau à travers la filière, mais aussi la pression nécessaire pour accélérer la Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). fusion depuis la faible vitesse d'écoulement dans le canal d'alimentation jusqu'à une vitesse d'écoulement beaucoup plus élevée dans la filière ronde ou le capillaire. Ce changement de vitesse entraîne des changements de pression qui peuvent être pris en compte dans l'équation suivante (voir figure 1).

ΔPmeasured = ΔPentry + ΔPshear + ΔPoutlet

Par conséquent, le capteur de pression mesure une chute de pression qui dépasse la chute de pression à l'intérieur de la filière.

Afin d'obtenir la véritable contrainte de cisaillement de la paroi nécessaire au calcul de la viscosité de cisaillement réelle, il est essentiel de corriger l'effet décrit. Ce processus est appelé correction de Bagley.

Diagramme illustrant la postcristallisation des polymères, montrant les changements de chaîne moléculaire et les structures des matériaux semi-cristallins.
Figure 1. Les effets de pression à l'entrée et à la sortie doivent être corrigés et pris en compte lors de l'utilisation d'une filière capillaire.

Comment effectuer la correction de Bagley ?

  • Correction historique de Bagley

Une solution consiste à utiliser la méthode décrite dans la norme DIN 11443. Dans cette norme, la perte de charge est mesurée sur une série de matrices de même diamètre, mais de longueur décroissante (rapport L/D différent). Un ajustement linéaire est effectué sur les points mesurés, permettant une extrapolation au rapport L/D de longueur 0 (figure 2).

Graphique illustrant la pression en fonction du rapport L/D avec différentes filières d'extrusion, montrant les tendances des taux de cisaillement élevés et faibles pour l'analyse rhéologique.
Figure 2. Utilisation de matrices avec différents rapports L/D pour l'extrapolation de la perte de charge à une longueur de 0 mm.

Cependant, le résultat de l'extrapolation pour L/D = 0 donne souvent une pression négative incorrecte parce que l'extrapolation peut ne pas être linéaire à de faibles rapports L/D (figure 3).

Graphique comparant la pression et les rapports L/D, mettant en évidence la non-linéarité de l'extrapolation à de faibles rapports et les problèmes de pression négative.
Figure 3. L'extrapolation de l'ajustement linéaire peut être incorrecte lorsque le rapport L/D est faible.
  • Correction Bagley en une seule mesure : Le baril à deux trous

Une autre méthode pour corriger les effets d'entrée et de sortie consiste à utiliser une filière à orifice (généralement de 250 µm de long) en même temps que la filière capillaire longue sur un instrument à deux trous. Avec cette approche, la chute de pression à l'entrée peut être directement mesurée.) Un avantage notable de cette approche est que la mesure et la correction s'effectuent en un seul essai à l'aide du rhéomètre capillaire à deux trous, ce qui évite le minimum de trois essais requis par la correction historique de Bagley.

Graphique illustrant les mesures de chute de pression pour les filières capillaires et à orifice, cruciales pour comprendre la correction de Bagley dans les essais au rhéomètre.
Figure 4. Détermination de la perte de charge à l'entrée à l'aide d'une filière à orifice

Calculs automatiques dans FlowMaster: A un clic de la correction Bagley

Le logiciel NETZSCH FlowMaster facilite l'exécution automatisée des procédures d'extrapolation nécessaires à la mise en œuvre de la correction historique de Bagley. En utilisant l'option canon double et la filière de longueur zéro, cette configuration permet des mesures simultanées sur les filières capillaire et à orifice.

La chute de pression à l'entrée de la filière est ainsi déterminée, et la contrainte de cisaillement absolue ainsi que la viscosité de cisaillement absolue sont calculées à l'aide de la méthode de Bagley. Cette correction s'effectue en un seul clic dans le logiciel NETZSCH FlowMaster .

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