Qu'est-ce que la rhéocinétique ?
La rhéocinétique, contraction des termes rhéologie et cinétique est la science qui étudie l'évolution du comportement rhéologique d'un système pendant la réaction chimique. Concrètement, une étude rhéocinétique va permettre de suivre le changement d'état de la matière, de l'état liquide à l'état solide, mais également toute réaction démarrant ou cessant à des états intermédiaires :
Ex : prise d'un béton, réticulation d'une résine, coagulation du lait, saponification à froid, gélification, etc...
Elle est parfois appelée chimiorhéologie.
Rhéologie et rhéocinétique, quelles différences ?
Si elle est liée à la rhéologie, la rhéocinétique est une discipline à part entière nécessitant d'utiliser des outils spécifiques.
Dans la pratique, la rhéologie sert à déterminer les propriétés mécaniques macroscopiques à partir d'une étude basée sur la structure micro ou nanoscopique du matériau, comme la taille moléculaire & l'architecture d'un polymère en solution ou bien la distribution de taille de particules dans une suspension solide.
La rhéologie consiste à suivre l'évolution de la viscosité de produits non-réactifs en fonction de la déformation, de la fréquence ou de la température. Pour ce faire, les géométries les plus couramment utilisées aujourd'hui sont la rotation continue et la rotation oscillatoire qui permettent par des calculs simples de transformer les valeurs de couple et de déformation en viscosité.
Néanmoins, cette géométrie présente des désavantages pour des valeurs de viscosité excessivement élevées, comme c'est le cas lors d'une réaction de réticulation d'une résine époxy par exemple.
Ainsi, les outils d'analyses rhéologiques sont inadaptés dès pour analyser la transition des produits réactifs depuis l'état liquide à l'état solide viscoélastique. Soit ils fournissent une seule valeur arbitraire (ou uniquement le début de la réaction) dans le cas des mesures en rotation continue, soit ils fournissent une courbe quasi-complète mais au prix de modifications constantes de la fréquence ou de la déformation.
La translation oscillatoire
La translation oscillatoire (ou oscillation linéaire) ne présente pas les défauts des méthodes par rotation. Utilisée pour l'étude de la coagulation du sang depuis presque un siècle, elle a été appliquée après la seconde guerre mondiale à l'étude de la coagulation du lait.
Dans les années 70, la norme ISO 2535 Mesurage du temps de gel à température ambiante reprend cette méthode avec des paramètres adaptés aux résines polyester. Dans les années 80/90, des appareils comme le Trombomat, le Trombolab ou plus récemment le Trombotech ont été commercialisés.
Les avantages de la translation oscillatoire sont multiples :
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courbe complète de réaction ;
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approche globale : comportement physique ET thermique ;
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sollicitation à faible fréquence et faible amplitude permettant de ne pas perturber la réaction en cours (faible cisaillement) ;
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système mécanique robuste permettant de protéger l'appareil lors du durcissement de la matière ;
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une conservation des paramètres d'essai du début à la fin de la réaction (électronique moins onéreuse).
La translation oscillatoire est la seule méthode mécanique dynamique permettant de telles performances.
Exemple de courbe obtenue sur une résine époxy lors d'un essai en coupelle (épaisseur 2mm)
Exemple de courbe obtenue sur un mélange lait/présure lors d'un essai en bécher (100 ml) à 40°C.
Exemple de courbe obtenue sur du sang lors d'un essai en tube à hémolyse à 37°C.
Si vous possédez un équipement de type Trombomat, Trombolab ou Trombotech, contactez-nous pour discuter ensemble des bénéfices de nos solutions.