Mesure de l'indice de viscosité sur polymère

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Qu’est ce que la viscosité d’un polymère ?

La viscosité d’un polymère correspond à sa capacité à s’écouler. 

Cette analyse de polymère permet de déterminer la résistance du matériau au flux ou au déplacement sous l’application d’une force.

La viscosité d’un polymère est non seulement importante pour comprendre et contrôler ses processus de fabrication, mais elle affecte également les propriétés du produit final comme la résistance, la flexibilité, et la transparence.

Qu’est ce que l’indice de viscosité d’un polymère ?

L’indice de viscosité d’un polymère, ou indice de viscosité intrinsèque (IV), est une mesure de la masse moléculaire moyenne d’un polymère, calculée à partir de la viscosité de ses solutions. 

L’indice de viscosité permet aux industriels d’ajuster les paramètres de traitement pour optimiser la qualité du produit final, garantissant que le polymère conserve des propriétés mécaniques stables dans des applications spécifiques, notamment les plastiques, les emballages en polymère, et les textiles.

Pourquoi mesurer la viscosité d’un polymère ?

Mesurer la viscosité d’un polymère permet de contrôler la qualité, optimiser les processus de fabrication et estimer les performances du produit : 

> Contrôle de qualité : La viscosité d’un polymère est directement liée à sa masse moléculaire, qui est un indicateur de la qualité du polymère. Des variations dans la viscosité peuvent signaler des problèmes de polymérisation ou de dégradation du matériau. De plus la viscosité influence  notamment la résistance à des facteurs environnementaux comme la chaleur, le froid, et les solvants.

> Propriétés mécaniques : La viscosité influence les propriétés mécaniques des polymères, comme la résistance à la traction, l’élasticité de polymère. Un contrôle précis de la viscosité permet donc de garantir que le matériau répondra aux spécifications requises.

> Processus de fabrication : Dans les processus tels que l’extrusion, le moulage par injection et le filage, la viscosité du polymère affecte la facilité de traitement, la formation de produits et la qualité de surface des objets fabriqués. Une viscosité adaptée permet d’optimiser ces processus de production et diminue les défaillances de polymères

> Compatibilité des mélanges : Lors de la création de mélanges de polymères ou de composites, la viscosité des différents composants doit être compatible pour assurer une bonne homogénéisation.

> Réactivité et transformation : En réaction chimique, la viscosité peut influencer la vitesse et l’efficacité des réactions, notamment lors de la réticulation qui modifie les propriétés du matériau.

En résumé, mesurer la viscosité des polymères aide à comprendre et contrôler les propriétés physiques et chimiques des polymères, assurant ainsi leur performance dans diverses applications industrielles.

Le laboratoire FILAB vous accompagne dans la réalisation de mesures d’indice de viscosité sur vos polymères

Avec son laboratoire dédié à l’analyse chimique, physique et thermique de polymères, FILAB accompagne les industriels dans l’étude de leurs matériaux polymères, et plus particulièrement sur la mesure de l’indice de viscosité.

Nos moyens techniques pour la mesure de viscosité

Pour mesurer la viscosité des polymères, on utilise principalement des viscosimètres capillaires et des rhéomètres. Ces techniques permettent de garantir que les polymères répondent aux normes de qualité et de performance requises pour leurs applications spécifiques.

>Les viscosimètres capillaires évaluent comment le polymère traverse un tube sous pression, adapté pour les polymères en solution ou en fusion. 

>Les rhéomètres mesurent la résistance au cisaillement, fournissant des informations détaillées sur les propriétés viscoélastiques.

Nos analyses sur polymères

Les analyses sur les polymères englobent les techniques destinées à évaluer leurs propriétés physiques, chimiques, et mécaniques pour assurer leur qualité et leur adéquation à des applications spécifiques. 

>Détermination de l’indice de viscosité à chaud et à froid

>Exemple de matrices étudiées : PET, PP, encre, résine, HDPE, colle…

>Analyse rhéologique

Les normes pour l’indice de viscosité des polymères

Les normes pour mesurer l’indice de viscosité des polymères sont essentielles pour assurer la précision et la cohérence des tests. Parmi les principales normes, on trouve :

La Norme ISO 1628-1 définit les conditions générales nécessaires pour déterminer la viscosité réduite, la viscosité intrinsèque et la valeur K des polymères organiques en solution diluée.

La Norme ISO 307 précise quant à elle une méthode pour la détermination de l’indice de viscosité de solutions diluées de polyamides dans certains solvants spécifiés.

FAQ

Comment est mesuré l’indice de viscosité d’un polymère?

La viscosité des solutions diluées de polymères est réalisée avec un viscomètre. On mesure dans un premier temps la viscosité (temps d’écoulement) du solvant pur. Le polymère est ensuite dissous dans ce solvant jusqu’à l’obtention de la concentration attendue. La viscosité de la solution diluée est alors mesurée.

Comment interpréter l’indice de viscosité d’un polymère?

L’indice de viscosité, qui mesure la variation de la viscosité avec la température notamment, est particulièrement utile pour établir les propriétés de traitement des polymères.

 

Par exemple, un indice de viscosité élevé indique que la viscosité du polymère change peu avec la température, ce qui est bénéfique pour les applications nécessitant une performance constante sous différentes conditions thermiques, comme dans les processus d'extrusion et de moulage par injection. 

Un IV élevé signifie une masse moléculaire plus élevée, ce qui est associé à de meilleures propriétés mécaniques comme la résistance et la durabilité. 

Comment analyser la viscosité de polymère?

Voici quelques aspects clés de la viscosité des polymères :

 

Viscosité en solution : Lorsqu'un polymère est dissous dans un solvant, la viscosité de cette solution dépend de la concentration du polymère et de sa masse moléculaire, comme dans la fabrication de revêtements et peintures. 

 

Viscosité de fusion : Pour les polymères thermoplastiques, la viscosité de fusion est mesurée lorsqu'ils sont à l'état fondu. Cette mesure est essentielle pour les processus de fabrication tels que l'extrusion et le moulage par injection, où la capacité du polymère à s'écouler à travers des moules est cruciale.

 

Viscosité intrinsèque : C'est une mesure de la viscosité qui est corrigée pour les effets de concentration et de température, fournissant une caractéristique intrinsèque du polymère lui-même, liée à sa masse moléculaire.

Thomas GAUTIER
Thomas GAUTIER Responsable Département Matériaux
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