ISO 11332 and ASTM D1238: Comment utiliser un plastométre pour assurer la répétabilité d’un capteur de charge

Les standards ISO 1133 et ASTM D1238 concernent la détermination de l'indice de fluidité à chaud des thermoplastiques en masse (MFR - Melt Mass-Flow Rate) et et en volume (MVR - Melt Volume-Flow Rate), à l’aide de procédures d'essai simples et rapides.

Les standards ASTM D1238/ISO 1133 spécifient des conditions d’essai détaillées, y compris la période de préchauffage, la position de départ et la longueur/durée de mesure. Toutefois, il n’est pas toujours facile de respecter toutes les spécifications standard en utilisant un plastomètre d’extrusion, notamment lorsqu’il s’agit de tester certains polymères et composés.

Les résultats peuvent être affectés par une moindre répétabilité.

Comment assurer la répétabilité des résultats avec un plastomètre d'extrusion

Il n'est pas rare que, pendant la période de préchauffage, l’échantillon gonfle et pousse le piston vers le haut, notamment lors de tests dans des conditions de faible charge (moins de 2,16 kg). L’application d’une force de compactage supérieure au poids d’essai peut permettre de pallier ce problème.

Le positionnement précis des dispositifs élévateurs de poids permet de définir la position de départ et les temps de mesure avant davantage de répétabilité.

Certains échantillons affichent une très haute viscosité et, pour être efficace, leur compactage requiert des charges élevées.

Les bulles d’air piégées à l’intérieur, dues à un mauvais compactage, peuvent impacter sur les résultats MFR/MVR. Une force de compactage élevée, mais contrôlée, est donc nécessaire.

Au terme des tests, cette même force peut être appliquée pour purger le matériau résiduel, réduisant ainsi le temps de cycle d'essai total.

Détermination de l’indice de fluidité à chaud du HDPE

Un échantillon HDPE avec un MFR prévu d’environ 0,25 g/10 min (190 °C, 2,16 kg) a été soumis à des essais à l’aide d’un plastomètre Instron CEAST MF30, en appliquant la procédure B du standard ISO 1133-2. Le testeur CEAST MF30 est doté d’un capteur de charge intégré avec un dispositif élévateur de poids, permettant d’appliquer une force de compactage maximale de 750 N.

Pour comparer la répétabilité des résultats, 20 tests consécutifs ont été réalisés en utilisant le capteur de charge pour le compactage et 20 autres ont été menés sans celui-ci (en utilisant uniquement le poids de test pour le compactage).

Dans les deux cas, le résultat MFR moyen a été proche de la valeur attendue.

En revanche, les résultats des tests réalisés sans capteur de charge étaient considérablement plus élevés et avec un écart type de 0,012 g/10 min (près de 5%).

Dans les tests réalisés avec le capteur de charge, l’écart type n’était que de 0,005 g/10 min (2%).

Des résultats comparables ont été obtenus en suivant la procédure B du standard ASTM D1238.