Rhéomètre Capillaire

Un rhéomètre capillaire est un appareil destiné à la mesure de la viscosité en cisaillement et d'autres propriétés rhéologiques (= écoulement). Les rhéomètres capillaires utilisés pour les plastiques sont des systèmes de type piston-filière conçus pour mesurer la viscosité de polymères fondus comme étant fonction de la température et du taux de déformation. Ils permettent de tester les polymères, les polymères composés, les composites à renforcement faible et autre matériaux similaires.

Le principe de fonctionnement est le suivant : un échantillon thermoplastique (à l'origine sous forme de poudre, granulés ou flocons) est liquéfié par chauffage et forcé de s'écouler dans un cylindre à travers une filière capillaire. La quantité mesurée est normalement la pression générée en conditions d'état stable. Une courbe d'écoulement est le résultat habituellement attendu, obtenue par l'interpollation de plusieurs variables mesurées. La viscosité est représentée par la lettre grecque “eta” (η) et son unité de mesure est  (en unités SI ) le pascal secondes (Pa·s) ou le newton secondes par mètre carré (N·s/m2).

Les rhéomètres capillaires permettent les essais en conditions réellement représentatives des conditions de fabrication, particulièrement pour les technologies de haute pression et de haute vitesse comme le moulage par injection. Ils sont donc particulièrement utiles pour l'optimisation des process de fabrication.

D'autres propriétés rhéologiques peuvent être mesurées ou estimées grâce au rhéomètre capillaire : viscosité à l'allongement, gonflement en sortie de filière, stabilité thermique, glissement à la paroi. D'autres mesures connexes peuvent également être effectuées pour la conductivité thermique, la dépendance de la densité en fonction de la pression et de la température (pvT), la résistance du fondu.

Références

  • Walters K. “Rheometry”, Chapman & Hall (1975)
  • Ferry, J. D. “Viscoelastic Properties of Polymers”, John Wiley & Sons (1980)
  • Dealy, J.M. and Wissbrun K.F. “Melt Rheology and its Role in Plastics Processing”, Van Nostrand Reinhold (1990), Chapman & Hall (1995)
  • Macosko C.W. “Rheology – Principles, Measurements, and Applications”, Wiley-VCH (1994)
  • Malkin A.Y. “Rheology – Concepts, Methods, & Applications”, ChemTec Publishing (2006)