Utilisation d'une extrudeuse de caoutchouc de laboratoire pour tester le caoutchouc non vulcanisé

Pour élargir la variété des méthodes de test pertinentes pour les applications de caoutchouc, des extrudeuses de caoutchouc à l'échelle du laboratoire (avec alimentateurs à rouleaux) sont disponibles pour les rhéomètres de couple. Ces extrudeuses de mesure sont spécialement conçues pour simuler les processus d'extrusion et simultanément pour contrôler et évaluer les paramètres du processus.

La mesure extrudeuse de caoutchouc peuvent facilement être équipés d'un grand nombre de matrices qui, selon leur géométrie, conviennent à une variété d'applications. Trois méthodes différentes sont présentées ci-dessous, qui peuvent être utiles pour résoudre les problèmes de traitement du caoutchouc non vulcanisé.

Mesure automatique par extrusion capillaire Les mesures capillaires montrent leur avantage lorsque des informations sur le comportement d'écoulement d'un composé non vulcanisé sont requises en tant que valeur absolue.

Les procédés de moulage par injection (par exemple pour les joints et les joints toriques) peuvent être mentionnés comme une application, où les facteurs rhéologiques influencent dans une large mesure le succès du processus. En raison des jeux étroits et du taux d'écoulement à l'état fondu élevé du composé de caoutchouc, des taux de cisaillement extrêmement élevés peuvent se produire dans les canaux d'injection. En revanche, le remplissage final du moule est lent et le cisaillement appliqué est faible.

En règle générale, les mélanges de caoutchouc présentent un comportement d'écoulement pseudo-plastique. Diverses contraintes de cisaillement peuvent être exercées sur un composé de caoutchouc pendant le traitement. Etant donné que la viscosité dépend fortement des taux de cisaillement, il est impératif que la viscosité soit caractérisée en fonction des taux de cisaillement pertinents. L'objectif principal de l'ingénieur de traitement est la détermination de ces relations pour le processus de moulage par injection.

Dans le cas des mesures capillaires d'extrusion, le composé est forcé à travers un capillaire à fente et une filière capillaire à tige. La filière capillaire fendue couvre une plage de taux de cisaillement qui est généralement néfaste dans le processus d'extrusion. Le flux de matière dans le plus petit capillaire de tige atteint des taux de cisaillement beaucoup plus élevés, qui sont davantage corrélés avec le processus de moulage par injection. Les facteurs rhéologiques sont calculés à partir de la pression différentielle et du débit volumétrique.

Le grand avantage des mesures par extrusion capillaire est que l'échantillon est amené à s'écouler dans les conditions du procédé.

Comme ce test peut être exécuté de manière entièrement automatique, il convient également pour une différenciation rapide et très précise du contrôle qualité de différents lots.

Comportement de gonflement de la matrice Outre la viscosité, l'élasticité du polymère fondu influence grandement le traitement et le produit final. Les composants des pneus tels que les profils de bande de roulement doivent être extrudés dans des tolérances très étroites. Le succès de ce processus dépend de la régularité du polymère de caoutchouc brut qui est utilisé pour le composé. Si ce matériau de base diffère légèrement dans son comportement élastique, les tolérances données pour le produit final, une telle uniformité, ne peuvent pas être atteintes. Pour garantir que votre processus ne dépasse pas les tolérances, le test de gonflement à la matrice peut être un instrument de contrôle qualité utile.

Pour ce test, qui peut être directement lié à la mesure capillaire décrite ci-dessus, un capteur laser mesure simultanément le gonflement du fil extrudé. La viscosité et le gonflement, qui est une mesure de l'élasticité, sont évalués en fonction du taux de cisaillement appliqué. Les tests montrent très clairement que le comportement de viscosité des deux composés montre un amincissement par cisaillement et diffère à peine. D'autre part, le comportement élastique des deux échantillons est extrêmement différent. Avec ces informations, le traitement d'un composé peut être facilement optimisé. Des tests empiriques coûteux en temps et en argent pour, par ex. la conception d'une nouvelle matrice sur des machines à l'échelle de la production peut être minimisée.3