Rhéologie du caoutchouc pour pneus
Le défi
Les pneus sont fabriqués dans le monde entier pour les voitures, les camions, les véhicules industriels et les moyens de transport courants tels que les landaus, les bicyclettes, etc. Un pneu est une enveloppe en caoutchouc robuste et flexible, fixée à la jante d’une roue, qui offre une surface d’adhérence pour la traction et sert d’amortisseur pour les roues. Le caoutchouc naturel ou synthétique constitue généralement le matériau principal utilisé dans la production de pneus ; toutefois, des élastomères thermoplastiques sont souvent utilisés pour fabriquer des pneus. Les élastomères thermoplastiques présentent les mêmes propriétés mécaniques et chimiques, mais peuvent également être facilement recyclés et transformés par extrusion et moulage par injection (méthodes couramment utilisées pour les thermoplastiques). Un fabricant de pneus devait étudier son composé caoutchouteux pour ses propriétés de viscosité et son gonflement à la sortie de la filière. L’échantillon se composait d’un élastomère, de noir de carbone et d’additifs sous forme de feuilles plates.
Notre solution
Un rhéomètre capillaire est un outil utile pour déterminer les caractéristiques d’écoulement des élastomères thermoplastiques afin de comprendre leur comportement pendant la phase de transformation. Outre la détermination de la courbe rhéologique (viscosité en fonction des taux de cisaillement), il est souvent utile d’étudier les caractéristiques de gonflement de l’extrudat grâce à un dispositif laser additionnel pour les mesures de gonflement. Un CEAST SR20 (équipé d’une cellule de charge de 20 kN) est utilisé pour réaliser à la fois des essais rhéologiques conformément à la norme ISO 11443 et des essais de gonflement à la filière. L’essai rhéologique a été réalisé à 100 °C, sur une plage de taux de cisaillement comprise entre 1 et 1000 s-1, au travers d’une filière capillaire, et une configuration à double alésage a été utilisée pour effectuer deux essais simultanément. Ce matériau a présenté un comportement non newtonien, avec une viscosité allant de 100 000 Pa*s à un taux de cisaillement de 1 s-1 à 800 Pa*s à 1000 s-1. Globalement, l’échantillon a montré une bonne répétabilité et reproductibilité des résultats. En outre, un essai de gonflement à la filière a été réalisé à l’aide du système laser de gonflement à la filière CEAST afin d’étudier l’influence du gonflement de ce composé à la sortie de la filière.
