D2 Rhéométrie (Module Dynamique)

Topique

La rhéométrie oscillatoire, méthode expérimentale qui décrit ce modèle, soumet ce polymère à une contrainte de cisaillement oscillant à une fréquence contrôlée et mesure, en fonction de cette même fréquence et de la température d'essai, deux grandeurs complémentaires : le module de conservation, qui représente la part de la réponse du polymère restituant l'énergie élastique accumulée à chaque cycle, et le module de perte, qui représente la part dissipant cette même énergie à chaque cycle. Ce dernier est quantifié par un autre modèle de ce système à l'aide d'un facteur de perte construit à partir des deux modules. À partir de ces mêmes modules, la rhéométrie oscillatoire permet également d'obtenir la viscosité complexe de ce polymère. Les variations de la fréquence d'oscillation ou de la température d'essai entraînent des variations de ces deux modules, et donc de la viscosité complexe qui en découle.

La mesure de ces deux modules par rhéométrie oscillatoire pour différentes combinaisons de fréquence et de température permet de construire, en utilisant le même principe de superposition temps-température et la même équation WLF que celle employée à cette fin par un autre modèle de cet ensemble, une courbe maîtresse pour ce polymère. Cette courbe maîtresse rassemble, en un seul balayage de fréquence équivalent par rapport à une température de référence, les informations qui autrement resteraient dispersées parmi toutes les combinaisons possibles de fréquence et de température. Le fait que cette rhéométrie oscillatoire couvre une gamme de fréquences et de températures plus étendue implique que cette courbe maîtresse, construite à partir de ces données, couvre par conséquent une gamme équivalente plus large.

Ainsi, ce modèle, avec la rhéométrie oscillatoire et la courbe maîtresse qui le sous-tend, vérifie deux modèles différents au sein de ce même ensemble, basés sur cette même courbe maîtresse : le modèle de Carreau-Yasuda, qui décrit la variation de la viscosité de ce polymère en fonction du taux de cisaillement, et le spectre de relaxation, qui décrit la distribution des temps de relaxation des chaînes moléculaires de ce polymère. Le fait que cette courbe maîtresse, construite à partir des modules mesurés par cette rhéométrie oscillatoire, coïncide avec les prédictions du modèle de Carreau-Yasuda et du spectre de relaxation signifie que cette rhéométrie oscillatoire est validée, par conséquent, comme méthode expérimentale soutenant les deux modèles.

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