Un rhéomètre capillaire est un appareil conçu pour mesurer la viscosité au cisaillement et d’autres propriétés rhéologiques (= d’écoulement). Les rhéomètres capillaires pour plastiques sont des systèmes piston-filière conçus pour mesurer la viscosité des polymères fondus en fonction de la température et de la vitesse de déformation. Ils sont capables de tester les polymères de base, les composés, divers composites avec de petites particules de renforcement ou des fibres, les matières premières pour le moulage par injection de métal et les matériaux similaires.

Le principe de base est qu’un échantillon thermoplastique (à l’origine sous forme de granulés, de poudre ou de paillettes) est rendu fluide par chauffage et forcé de s’écouler d’un cylindre à travers une filière capillaire. La quantité mesurée est normalement la pression générée dans des conditions d’état stable. Une courbe d’écoulement est la sortie typique, obtenue par interpolation de plusieurs données expérimentales. La viscosité est représentée par la lettre grecque « eta » (η) et exprimée (en unités SI) en pascals secondes (Pa·s) ou en newtons secondes par mètre carré (N·s/m2).

Les rhéomètres capillaires garantissent des conditions d’essai qui sont véritablement représentatives des conditions de traitement, en particulier pour les techniques à haute pression et à haute vitesse comme le moulage par injection, ils sont donc essentiels pour l’optimisation des processus.

D’autres propriétés rhéologiques qui peuvent être mesurées ou estimées à partir des données des rhéomètres capillaires comprennent la viscosité extensionnelle, le gonflement de l’extrudat, la stabilité thermique, le glissement à la paroi. Des mesures auxiliaires peuvent être effectuées pour la conductivité thermique, la dépendance de la densité à la pression et à la température (pvT), la résistance à l’état fondu.

Références

• Walters K. « Rheometry », Chapman & Hall (1975)
• Ferry, J. D. « Viscoelastic Properties of Polymers », John Wiley & Sons (1980)
• Dealy, J.M. et Wissbrun K.F. « Melt Rheology and its Role in Plastics Processing », Van Nostrand Reinhold (1990), Chapman & Hall (1995)
• Macosko C.W. « Rheology – Principles, Measurements, and Applications », Wiley-VCH (1994)
• Malkin A.Y. « Rheology – Concepts, Methods, & Applications », ChemTec Publishing (2006)