ASTM D3835 - Extrusion de Polyether Ether Ketone (PEEK) Pur et Renforcé au Carbone

Grâce à son excellente résistance chimique et à ses propriétés mécaniques à hautes températures (jusqu'à 400° C pour les grades renforcés), le Polyether ether ketone (PEEK) est largement utilisé dans l'industrie aéronautique, l'automobile et le domaine biomédical. En plus de combiner résistance, élasticité, résistance chimique et facilité de traitement, le PEEK peut également présenter des propriétés mécaniques et thermiques exceptionnelles quand il est renforcé de fibres de verre ou de carbone. L'extrusion de PEEK présente un grand intérêt, pour les raisons évoquées ci dessus.

Nous avons réalisé des essais sur du PEEK non renforcé (PEEK pur) et sur du PEEK renforcé de fibres de carbone (C/PEEK) à l'aide d'un rhéomètre capillaire CEAST pour mieux comprendre ses caractéristiques d'écoulement. Nous avons utilisé trois capillaires à tête plate avec un ratio longueur-diamètre de 5, 20 et 30 pour tester le PEEK pur et le C/PEEK à 400ºC. Le temps de préchauffage a été fixé à 6 minutes conformément à la norme ASTM D3835 et le matériau a été mis en charge à une force constante de 1000 N. Ces essais ont été conduits pour une meilleure compréhension de la "fenêtre" de traitement du C/PEEK et obtenir des valeurs de viscosité à des taux de cisaillement respectifs.

Nous avons pu observer que le PEEK pur est représentatif de la plus grande partie du comportement d'un polymère et présente une viscosité dépendante du taux de cisaillement. Le C/PEEK au contraire n'est pas sensible au cisaillement, probablement à cause d'une mobilité moindre des chaînes de polymères dans l'interaction fibre-polymère. Nous avons également remarqué une augmentation de la viscosité après le séjour prolongé du matériau dans le réservoir du rhéomètre.

Pour les matériaux chargés comme le C/PEEK, les filières d'entrée coniques peuvent aider à l'obtention d'un flux homogène grâce à une convergence plus "propre" du flux dans le capillaire, en comparaison aux filières à entrée plate. Les filières d'entrées coniques aideront à obtenir un écoulement plus stable et continu, et faciliteront le nettoyage en fin d'essai.