Le gonflement en sortie de filière (Die Swell, également appelé effet Barus) se produit lors de l’extrusion ou du calandrage en usine. C’est le cas lorsque le composé de caoutchouc extrudé quitte la filière d’extrusion avec un diamètre dimensionnel supérieur au diamètre de l’orifice de la filière d’extrusion elle-même. Le gonflement de la filière est un effet viscoélastique lié à l’élasticité ou à la « nervosité » du composé non vulcanisé. Cet effet est illustré dans l’image ci-dessous.

Extrusion de caoutchouc à travers une filière

Pendant de nombreuses années, des efforts ont été faits pour prédire le gonflement de la filière des mélanges lors de l’extrusion. Il est bien connu que le rhéomètre capillaire est un instrument efficace pour mesurer le gonflement de la filière. En fait, le rhéomètre capillaire est la méthode la plus courante pour mesurer le gonflement de la filière et d’autres comportements rhéologiques. Cependant, le processus de test compliqué requis par un instrument tel que l’ARC 2020 limite son utilisation à grande échelle.

Heureusement, le Premier RPA est unique dans sa capacité à effectuer des tests sous une gamme de grandes combinaisons de déformation/fréquence. Plus important encore, il présente le grand avantage d’être facile à utiliser tout en offrant une excellente répétabilité. En bref, le Premier RPA est un moyen plus pratique de contrôler le gonflement des matrices.

Les façons de contrôler le gonflement de la matrice à l’aide d’un Premier RPA

Pour cet article, des comparaisons ont été faites entre le Premier RPA et l’ARC 2020. Comme le montre le graphique ci-dessous, le Tan δ non polymérisé du RPA est inversement corrélé à la matrice du rhéomètre capillaire. En d’autres termes, l’augmentation de Tan δ lorsque le gonflement de la matrice est réduit (élasticité intrinsèque plus faible), Tan δ est le paramètre clé pour contrôler le gonflement de la matrice. Cependant, la question clé est de savoir comment obtenir des valeurs de Tan δ appropriées ?

Gonflement de la matrice à partir d’un rhéomètre capillaire en fonction du Tan Delta de l’APR

Plus rapide. Plus facile. Plus reproductible. Qu’est-ce qui ne plaît pas ?

Bien qu’un rhéomètre capillaire, tel que l’ARC 2020, soit le moyen le plus courant et le plus précis de prédire le gonflement de la matrice, il peut être difficile à utiliser. Cette complexité peut entraîner une variabilité involontaire des données, si elle n’est pas gérée par un opérateur qualifié.

En revanche, le Premier RPA offre ces avantages :

• Prédiction plus rapide et plus productive du gonflement de la filière d’extrusion.
• Simplicité d’utilisation.
• La répétabilité est meilleure avec le RPA pour mesurer les propriétés rhéologiques relatives au gonflement de la filière qu’avec le rhéomètre capillaire.
• Applicable au contrôle qualité de routine pour une caractérisation précoce des lots avant traitement, réduisant ainsi les coûts de rebut, de temps d’arrêt ou de reprise.

Le bon instrument pour un contrôle de gonflement

Le Premier RPA est spécifiquement conçu pour mesurer les propriétés viscoélastiques des élastomères et des composés de caoutchouc. Ces propriétés sont les paramètres clés pour la compréhension de l’écoulement des polymères. Le Premier RPA peut prédire efficacement le gonflement des mélanges de caoutchouc dans le processus d’extrusion, avec une excellente corrélation entre le gonflement et les données viscoélastiques des mélanges non vulcanisés (Tan δ) mesurées par balayage de fréquence.

Lors de la mise en place de votre essai, l’amplitude de déformation spécifique appliquée pendant l’exécution du balayage de fréquence RPA est très importante. L’augmentation de la déformation appliquée dans une séquence de plusieurs balayages de fréquence peut permettre de mesurer une inversion du Tan δ non polymérisé. Les conditions réelles du processus, la vitesse et la température de la vis, la température de la tête, etc. peuvent également être considérées comme des paramètres de référence importants.