Rhéologie

La rhéologie est l'étude de l'écoulement de liquides ou de matériaux visqueux. A ce titre, elle couvre les propriétés liées au comportement à l'écoulement des liquides et à la déformation temporaire et/ou permanente des matériaux (semi-)solides. Celles-ci sont généralement connues sous le nom de propriétés visqueuses, viscoélastiques et élastiques. Ces propriétés peuvent être mesurées à l'aide d'un rhéomètre à la fois dans un environnement statique et/ou dynamique. Les facteurs typiques affectant ces propriétés peuvent être des forces externes, la température, la durée de la contrainte, le fluage et les changements chimiques dans un matériau (par exemple, durcissement, vieillissement chimique).

Les études rhéologiques peuvent être utilisées pour modéliser les processus, par exemple pour imiter ou optimiser les conditions de traitement, telles que le moulage par injection plastique (réaction), l’impression 3D ou le durcissement UV et thermique des adhésifs. Un rhéomètre mesure les propriétés du matériau en mode de mesure rotatif ou oscillant en réponse à une force appliquée.

Différentes configurations de mesure sont possibles, en fonction du matériau ou de la propriété souhaitée à mesurer. Des exemples courants sont les configurations cône-plaque, plaque-plaque et cylindre-coupelle. Un logiciel est utilisé pour s'adapter à ces différentes configurations de mesure, et des calculs sont effectués pour dériver les propriétés physiques d'intérêt.

Utilisations idéales de la rhéologie

  • Mesures de viscosité et visco-élastiques de produits chimiques, huiles, encres d'imprimerie, lubrifiants, produits de soins personnels (par exemple dentifrice, lotions), aliments et boissons (par exemple produits laitiers)
  • Mesures du module de cisaillement et de perte des plastiques (après la fusion initiale)
  • Adhésifs: Comportement au durcissement - surveillance de la transition d'un fluide à un (semi-) solide
  • Propriétés thermiques: Transition vitreuse, Tg, température de fusion et coefficient de dilatation thermique (CTE) des plastiques

Nos points forts

  • Très polyvalent: de nombreuses propriétés différentes peuvent être mesurées
  • La technique est adaptée à de nombreux échantillons différents de diverses sources et dans une grande variété d'états physiques

Limites

  • Une conception et une configuration expérimentales minutieuses sont extrêmement importantes afin d'éviter des résultats erronés
  • Ne convient pas aux matériaux très durs comme la pierre (> 10 GPa)

Spécifications techniques de rhéologie

  • Données acquises: Position axiale, force
  • Exactitude : en fonction du type de matériau et de la propriété particulière à l'étude
  • Type d'échantillon et exigences: Fluides, semi-solides jusqu'à quelques GPa de rigidité / dureté
  • Température: Dépend de l'accessoire de chauffage - de -160 ° C à 600 ° C
  • Volume d'échantillon minimum: En fonction de l'accessoire / de la géométrie: ~ 2.5 µl (avec plaque-plaque de 8 mm de diamètre) et 50 µm (épaisseur de la couche d'échantillon)

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