ASTM D3835-16 Méthode d'essai standard pour la détermination des propriétés des matériaux polymères par rhéométrie capillaire

ASTM D3835-16 Méthode d'essai standard pour la détermination des propriétés des matériaux polymères par rhéométrie capillaire

La norme « ASTM D3835-16 Méthode d'essai standard pour la détermination des propriétés des matériaux polymères au moyen de la rhéométrie capillaire » publiée par l'American Society for Testing and Materials (ASTM) décrit une méthode d'essai permettant de mesurer les propriétés rhéologiques des matériaux polymères à différentes températures et taux de cisaillement courants dans les équipements de traitement. Cette méthode consiste à mesurer la viscosité à l'état fondu, la sensibilité ou la stabilité de la viscosité à l'état fondu par rapport à la température et au temps de séjour du polymère dans le rhéomètre, le taux de gonflement du moule (mémoire du polymère) et la sensibilité au cisaillement pendant l'extrusion à vitesse ou tension constante. Les méthodes décrites permettent de caractériser des matériaux présentant des propriétés de viscosité à l'état fondu stables et instables.

ASTM D3835-16 Méthode d'essai standard pour la détermination des propriétés des matériaux polymères par rhéométrie capillaire

Cette méthode d'essai s'est avérée utile pour les tests de contrôle qualité sur les thermoplastiques renforcés et non renforcés, les cycles de durcissement des matériaux thermodurcissables et d'autres matériaux polymères avec une large gamme de viscosités à l'état fondu.

Aux fins de la présente norme, en plus des termes et définitions donnés dans la norme ASTM D883, les définitions suivantes s'appliquent :

  • Les valeurs apparentes, la viscosité, le taux de cisaillement et les valeurs de contrainte de cisaillement sont calculées en supposant un comportement newtonien et en supposant que toutes les chutes de pression se produisent dans le capillaire.
  • Le taux de cisaillement critique est le taux de cisaillement correspondant à la contrainte de cisaillement critique.
  • La contrainte de cisaillement critique est la valeur de contrainte de cisaillement à laquelle il y a une discontinuité dans la pente du graphique de la contrainte de cisaillement logarithmique par rapport au taux de cisaillement logarithmique ou dans la rugosité périodique du fil polymère lorsqu'il sort de la filière du rhéomètre.
  • Le temps de latence est le délai entre l'arrêt et le démarrage du piston lorsque plusieurs points de données sont extraits d'une seule charge.
  • La densité de fusion est la densité du matériau sous forme fondue.
  • Le temps de fusion est l'intervalle de temps entre la fin de la charge de polymère et le début du mouvement du piston.
  • Le pourcentage de gonflement de l'extrudat est le pourcentage de variation du diamètre de l'extrudat par rapport au diamètre de la filière.
  • Le taux de cisaillement est le rapport entre la contrainte de cisaillement ou le gradient de vitesse dans la masse fondue.
  • La contrainte de cisaillement est la force par surface, généralement exprimée en pascals (Pa).
  • Le taux de gonflement est le rapport entre le diamètre du fil extrudé et le diamètre du capillaire (filière).
  • La viscosité est le rapport entre la contrainte de cisaillement et le taux de cisaillement à un taux de cisaillement ou une contrainte de cisaillement donné. La viscosité déterminée dans les polymères fondus est parfois appelée viscosité à l'état fondu. La viscosité déterminée dans les matériaux présentant un comportement d'écoulement non newtonien est appelée viscosité apparente, sauf si les corrections spécifiées sont apportées.
  • La viscosité à cisaillement nul est la viscosité limite lorsque le taux de cisaillement tombe à zéro.

Cette méthode d'essai est sensible au poids moléculaire du polymère et à la distribution du poids moléculaire, à la stabilité du polymère (thermique et rhéologique), à ​​l'instabilité au cisaillement et aux additifs tels que les plastifiants, les lubrifiants, les suppléments d'humidité ou les charges inertes, ou une combinaison de ceux-ci.

La sensibilité de cette méthode de test la rend utile pour corréler les données avec les conditions de traitement et aide à prédire les changements nécessaires dans les conditions de traitement. Contrairement à la norme ASTM D1238, qui effectue généralement une mesure en un seul point à un taux de cisaillement inférieur aux conditions de traitement, cette méthode d'essai détermine la susceptibilité au cisaillement et les propriétés d'écoulement aux taux de cisaillement de traitement et est donc utilisée pour comparer des matériaux de compositions différentes.

L'échantillon d'essai doit se présenter sous n'importe quelle forme, telle que de la poudre, des billes, des granulés, des bandes de film ou des lingots moulés, qui s'insère dans l'alésage du cylindre sans force excessive. Dans certains cas, il est souhaitable de préformer ou de granuler une poudre. Dans le cas de bouchons préformés, toute chaleur appliquée à l’échantillon doit être minimisée et maintenue constante pour tous les échantillons ainsi formés.

De nombreux matériaux thermoplastiques ne nécessitent pas de conditionnement avant les tests. Les matériaux contenant des composants volatils, chimiquement réactifs ou possédant d’autres propriétés uniques nécessiteront probablement des procédures de conditionnement spéciales. Dans de nombreux cas, l’humidité peut accélérer la détérioration ou affecter la répétabilité des mesures de débit. Si un conditionnement est requis, la spécification du matériau applicable et la « Pratique standard ASTM D618-21 pour la préparation des plastiques pour les essais » s'appliquent.

La température d'essai, les taux de cisaillement et la contrainte de cisaillement doivent être sélectionnés en fonction des propriétés du matériau et dans les limites de l'équipement d'essai.

Notre organisation, qui s'efforce de soutenir les entreprises de tous les secteurs avec une large gamme d'études de tests, de mesures, d'analyses et d'évaluation qu'elle réalise depuis des années, dispose d'un personnel solide qui suit de près les développements dans le monde dans le domaine de la science et de la technologie et s'améliore constamment. Dans ce contexte, des services d’essais sont également fournis aux entreprises conformément à la norme « ASTM D3835-16 Méthode d’essai standard pour la détermination des propriétés des matériaux polymères au moyen d’un rhéomètre capillaire ».

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