Optimisation des Process de Fabrication de Compounds Caoutchouc avec un Rhéomètre Capillaire

Un des principaux fabricants de produits en caoutchouc rencontrait des difficultés pour extruder du caoutchouc non vulcanisé. Les modifications de formulation (recette) donnaient des résultats imprévisibles.

Un rhéomètre capillaire CEAST SR20 (SmartRHEO 2000) d’Instron a été utilisé pour déterminer les différences entre trois formulations de caoutchouc à un taux constant de cisaillement avec une extrusion à différents taux de cisaillement discrets. Les données présentées démontrent la capacité du système à mesurer le comportement lors des process de fabrication du composé caoutchouc non-vulcanisé aux températures, pressions et taux de cisaillement nécessaires en fabrication.

Les informations obtenues ont permis de déterminer la qualité du matériau entrant en le classant comme « bon » ou « mauvais », et de rejeter les lots « mauvais » afin de ne pas perdre de temps en mélange, essais supplémentaires, essais-pilotes, etc. Des économies considérables (on convient généralement que le coût d’un seul essai pilote échoué est quasiment identique au coût d’achat d’un rhéomètre) sont ainsi générées. Les conditions de traitement on également pu être ajustées afin que les échantillons "mauvais" soient traités avec succès pour fabriquer un produit final de haute qualité. Les ajustements concernaient notamment, en premier lieu, la température de l’extrudeuse, la vitesse de l’extrudeuse (taux de cisaillement) ou le couple de l’extrudeuse (pression). On pouvait ensuite mélanger le "mauvais" matériau au "bon" matériau, relancer l’analyse du rhéomètre capillaire et déterminer le bon mélange de matériau pour fabriquer un produit final de haute qualité avec seulement des ajustements mineurs de l’environnement de traitement. Comme indiqué ci-dessus, cela nécessite une meilleure connaissance des conditions de traitement, et la corrélation de ces conditions avec les informations obtenue à partir des données rhéologiques.

Ces résultats ont démontré les performances et l’adaptabilité du rhéomètre capillaire CEAST SmartRHEO et sa capacité à apporter des résultats sur 4 décades de cisaillement et 3 décades de viscosité pour ces échantillons ; à déterminer efficacement le profil de viscosité des trois matériaux caoutchouteux non durcis ; à prédire efficacement la viscosité du matériau selon différentes conditions de traitement ; à définir la zone de traitement idéale (100 à 1000 s-1) ; et à obtenir très rapidement ces informations lors de l’essai aux taux de cisaillement en fabrication.