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Systèmes de mesure de rhéométrie

Il existe de nombreux systèmes de mesure dans la rhéométrie moderne. Il est possible de caractériser rhéologiquement presque toutes les substances. Pour sélectionner le meilleur système de mesure pour votre échantillon, les éléments suivants doivent être pris en compte :

  • Quelle est la consistance de l'échantillon ? Où se trouve l'échantillon sur la "Route de la Rhéologie" ?
  • Quelle quantité d'échantillon est disponible pour la mesure ?
  • À quel point le nettoyage est-il difficile ?
  • L'échantillon sédimente-t-il ou s'assèche-t-il ?

Quelle est la consistance de l'échantillon ?

La figure suivante donne un aperçu et une classification grossière des différentes substances, des liquides à faible viscosité aux solides. Chaque colonne répertorie les types de tests les plus courants et un système de mesure recommandé. Plus la viscosité d'un échantillon est faible, plus la surface de la bobine de mesure doit être grande. Les échantillons à faible viscosité sont souvent mesurés dans des systèmes de mesure cylindriques. À des taux de cisaillement élevés, les forces centrifuges entraînent une turbulence dans l'espace de mesure (vortex de Taylor). Cela conduit à une augmentation apparente de la viscosité. Par conséquent, une limite critique de taux de cisaillement ne doit pas être dépassée. Recommandation : Plus la substance est visqueuse, plus il est probable qu'un système de mesure à cône-plaque ou à plaque parallèle doive être utilisés.

La route de rhéologie

Route de rhéologie (DG : système de mesure à double écart, CC : système de mesure à cylindre, CP : système de mesure cône-plaque, PP : système de mesure à plaques parallèles, SRF : dispositif rectangulaire solide, UXF et SER : systèmes de rhéomètre extensionel)

Quelle quantité d'échantillon est disponible pour la mesure ?

Parfois, le choix du système de mesure est limité car seul un petit volume d'échantillon est disponible et donc les systèmes de mesure par cylindre ne peuvent pas être utilisés. Dans ce cas, il est recommandé d'utiliser un système à cône-plaque ou à plaques parallèles. Avec un cône CP40-0.3 (diamètre : 40 mm, angle : 0.3°), vous n'avez besoin que, par exemple, de 0.09 mL d'échantillon.

À quel point le nettoyage est-il difficile ?

Si le système de mesure est difficile à nettoyer après les mesures, un système à plaques parallèles ou à cône-plaque devrait être utilisé à la place. Les systèmes de mesure des cylindres sont relativement difficiles à nettoyer. Il existe des systèmes jetables disponibles pour tous les types de systèmes de mesure. Ceci peut être éliminé avec l'échantillon ou nettoyé séparément. Ceci est requis pour les échantillons qui subissent un processus de durcissement.

L'échantillon sédimente-t-il ou s'assèche-t-il ?

Si l'échantillon contient un solvant et que des systèmes à plaques parallèles, cône-plaques ou à double espace sont utilisés, l'échantillon peut se dessécher autour du bord. La viscosité mesurée résultante est trop élevée. Si possible, un système de mesure cylindrique devrait être utilisé. Même si la surface de l'échantillon sèche, cela n'affecte pas les résultats lors de l'utilisation de systèmes de mesure cylindriques. Lors de l'utilisation de systèmes de mesure à cône-plaque et à plaque parallèle, il existe plusieurs façons d'empêcher l'échantillon de se dessécher :

  • Enrober l'échantillon autour du bord avec de l'huile de silicone à faible viscosité.
  • Utilisation d'un piège à solvant qui entraîne une atmosphère de solvant saturée.
  • Si une hotte contrôlée par Peltier est utilisée, ajouter un Bloqueur d'Évaporation qui scelle de manière optimale et réduit la surface de l'échantillon.

Si l'échantillon a tendance à se sédimenter, les valeurs de viscosité peuvent être trop faibles car seule la phase liquide est mesurée. Pour de tels échantillons, l'utilisation de systèmes de mesure cylindriques est recommandée.

Solutions spéciales

Si l'échantillon glisse, des systèmes de mesure sablés ou profilés doivent être utilisés. Pour des échantillons très agressifs, des systèmes de mesure en matériaux spéciaux peuvent être demandés. Si l'échantillon contient des particules de plus de 1 mm, il est recommandé d'utiliser le Système de Mesure de Boule ou une géométrie à aubes. Lors de l'utilisation de systèmes spéciaux, il est important de mesurer l'échantillon de la même manière à chaque fois afin d'obtenir des résultats comparables.

Plus d'informations

En savoir plus sur les systèmes de mesure rhéologique, les applications et les solutions industrielles dans une base de connaissances complète : Notions de rhéologie