La norme « ISO 11443 Plastiques - Détermination de la fluidité des plastiques à l'aide de rhéomètres capillaires et à filière fendue » publiée par l'Organisation internationale de normalisation (ISO) décrit des méthodes de détermination de la fluidité des matières plastiques fondues soumises à des contraintes de cisaillement à des vitesses et des températures proches de celles rencontrées lors de la transformation des plastiques. Tester les plastiques fondus conformément à ces méthodes est d'une grande importance car la fluidité des plastiques fondus dépend généralement non seulement de la température mais également d'autres paramètres, notamment la vitesse de cisaillement et la contrainte de cisaillement.
Les méthodes décrites dans cette norme permettent de déterminer les viscosités à l'état fondu comprises entre 10 Pa·s et 10⁷ Pa·s, en fonction de la plage de mesure du capteur de pression et de force et des propriétés mécaniques et physiques du rhéomètre. Les vitesses de cisaillement rencontrées dans les rhéomètres d'extrusion varient de 1 s⁻¹ à 10⁶ s⁻¹ . L' allongement à l'entrée de la filière provoque un gonflement de l'extrudé à la sortie. Des méthodes d'évaluation de ce gonflement sont également décrites.
Les techniques rhéologiques décrites ne se limitent pas à la caractérisation des thermoplastiques fondus adhérant à la paroi. Par exemple, les thermoplastiques et les plastiques thermodurcissables qui présentent des effets de cisaillement peuvent être inclus. Cependant, les méthodes utilisées pour déterminer le taux de cisaillement et la viscosité de cisaillement ne sont pas valides pour les matériaux qui n'adhèrent pas à la paroi. Cependant, cette norme peut être utilisée pour caractériser le comportement rhéologique de tels liquides pour une géométrie donnée.
Aux fins de la présente norme, les termes et définitions suivants s'appliquent :
Lors des tests, la matière plastique fondue est forcée à travers un capillaire ou une filière à fente de dimensions connues. Deux méthodes de base peuvent être utilisées :
Ces méthodes peuvent être utilisées avec des moules capillaires (méthode A) et des moules à fentes (méthode B). Une description complète des options de méthode d’essai est présentée dans le tableau fourni dans la norme.
Les mesures peuvent être effectuées à l'aide d'une plage de valeurs du paramètre prédéfini (pression d'essai appliquée dans la méthode 1 ou débit volumique dans la méthode 2). Si une matrice à fente est utilisée avec des transducteurs de pression positionnés sur toute sa longueur et au-dessus de l'entrée de la matrice, les valeurs de chute de pression d'entrée et de sortie peuvent être déterminées. Si des filières capillaires de même rayon mais de longueurs différentes sont utilisées, la somme des chutes de pression d'entrée et de sortie peut être déterminée. Une matrice à fente avec des transducteurs de pression positionnés sur toute sa longueur est particulièrement adaptée aux mesures automatiques à l'aide d'une évaluation informatique en ligne. Les valeurs recommandées pour les dimensions des filières capillaires, les débits et les températures à utiliser lors des essais sont présentées dans cette norme et dans la norme ISO 11403-2. Lors de l'utilisation d'une matrice à fente, le rapport hauteur/largeur entre l'épaisseur et la largeur de la fente est faible ou une correction de ce rapport est nécessaire (Annexe A). Dans le second cas, les quantités calculées dépendent des hypothèses faites lors de l'élaboration des formules de correction utilisées, en particulier que les effets élastiques sont négligeables.
L'appareil utilisé dans ces tests est constitué d'un cylindre chauffant dont l'alésage est fermé à son extrémité inférieure par un capillaire ou une filière à fente remplaçable. La pression d'essai est appliquée à la masse fondue dans ce fût à l'aide d'un piston, d'une vis ou d'une pression de gaz.
Le corps du rhéomètre utilisé dans les essais doit être fabriqué dans un matériau résistant à l'usure et à la corrosion jusqu'à la température maximale du système de chauffage. Le canon peut comporter un trou latéral permettant de placer un transducteur de pression de fusion à proximité de l'entrée de la matrice. Les écarts admissibles du diamètre moyen de l'alésage sur la longueur du canon doivent être inférieurs à plus ou moins 0,007 mm. Le canon doit de préférence être fabriqué à l'aide de techniques et de matériaux produisant une dureté Vickers d'au moins 800 HV 30 et une rugosité de surface inférieure à 0,25 µm (écart arithmétique moyen selon la norme ISO 4287).
L'acier nitruré s'est avéré adapté à des températures allant jusqu'à 400 degrés. Des matériaux ayant des valeurs de dureté inférieures à celles spécifiées mais avec une résistance adéquate à la corrosion et à l'usure se sont avérés acceptables pour la construction de barils et de matrices.
L'augmentation du diamètre du canon augmente le nombre de mesures pouvant être effectuées avec un seul remplissage du canon et augmente la plage de vitesse de coupe de l'outil. Les inconvénients de l’utilisation d’un diamètre de barillet plus grand sont que des masses d’échantillon plus importantes sont nécessaires et que le temps nécessaire pour atteindre l’équilibre de température dans tout l’échantillon est plus long. Les rhéomètres disponibles dans le commerce ont des diamètres de barillet allant de 6,35 mm à 30 mm.
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 « ISO 11443 Plastiques - Détermination de la fluidité des plastiques à l’aide de rhéomètres capillaires et à moule fendu ».
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