Filière (Rhéologie)

Une filière est une pièce en acier durci ou en carbure de tungstène usiné en forme de cylindre. On y perce ensuite un trou cylindrique (capillaire) en son milieu en utilisant des techniques d'électro-érosion. Le terme "capillaire" est quelquefois utilisé pour désigner la filière dans son ensemble. Les filières peuvent être fabriquées en plusieurs matériaux comme l'acier inoxydable (Stavax) ou en alliages de nickel (Hastelloy) pour utilisation avec des éprouvettes corrosives. L'éprouvette s'écoule à travers la filière et sort par le capillaire. Les filières pour la rhéologie sont utilisées dans les plastomètres et les rhéomètres capillaires. Elles sont de géomètreie variable selon les applications et répondent aux exigences de différentes normes.

Les filières sont décrites par les longueur et diamètre du capillaire et par la forme de l'entrée du capillaire. Le filières sont souvent décrites à l'aide de leur ratio longueur sur diamètre L/D et leur angle d'entrée : si le capillaire fait  20 mm de long et son diamètre est de 1 mm avec une entrée de capillaire en cône ouvert de 90°, on dira qu'il s'agit d'une filière avec capillaire de diamètre 1 mm , L/D= 20, entrée conique de 90°. Une entrée plate correspond à un angle de 180°. Des filières spéciales peuvent être usinées avec un capillaire très court de 0,25 mm : on les nomme "filières à orifice" ou "filières à longueur nulle" et sont utilisées pour la mesure directe de la pression de la goutte d'entrée.

Les filières normalisées pour la mesure de la fluidité ont un capillaire de diamètre 2,095 mm et une longueur de 8 mm, avec une entrée plate. D'autres méthodes spéciales requièrent des filières plus longues, avec entrée conique (ASTM D3364 pour les essais de PVC).

Les filières pour rhéomètres capillaires vont d'un diamètre de moins de 0,5 mm à plus de 2 mm, depuis la "longueur nulle" jusqu'à une longueur de 40 mm ou plus. La forme de l'entrée est habituellement plate ou conique à 90°.

Les normes pour la correction de Bagley recommandent au moins deux filières différentes avec un capillaire de même diamètre et des longueurs différentes, alors que d'autres combinaisons sont exigées pour des applications différentes (par ex. deux filières avec le même L/D pour la mesure de glissement à la paroi de Mooney).

Références

  • ISO 11443: 2005 “Determination of the fluidity of plastics using capillary and slit-die rheometers”
  • ISO 1133:2005 "Plastics - Determination of the Melt Mass-Flow Rate (MFR) and Melt Volume-Flow Rate (MVR) of Thermoplastics”
  • ASTM D3835-09 “Standard Test Method for Determination of Properties of Polymeric Materials by Means of a Capillary Rheometer”
  • ASTM D1238-10 "Standard Test Method for Melt Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Plastometer“
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