Friction entre viscosité et thixotropie

Commençons par la réponse à la question de savoir ce qu'est la viscosité. En termes simples, la viscosité est une friction interne résultant du mouvement relatif des molécules. Le rapport entre la viscosité dynamique et la densité d'un fluide détermine sa viscosité cinématique. C'est la viscosité cinématique qui détermine les propriétés d'un produit de peinture. Par exemple, on peut essayer de mélanger un apprêt époxy puis une couche de base pour comparer. Quelle substance sera la plus résistante ? Certainement l'apprêt, car il est épais, ce qui signifie que les molécules sont plus serrées, d'où un poids de produit plus élevé. La viscosité varie en fonction de la température &ndash ; elle sera plus faible en été (le produit est plus fin) et plus élevée en hiver. C'est pourquoi il est si important de maintenir une température constante, surtout lorsqu'il fait moins de zéro à l'extérieur.

La viscosité varie en fonction de la température &ndash.

Pourquoi est-il important de mesurer la viscosité d'une peinture ?

Le paramètre de la viscosité est extrêmement important pour le bon déroulement du processus de peinture. Les produits utilisés pour la réparation de nos voitures (notamment les apprêts, les mastics et les peintures pour voitures) sont des représentants des liquides rhéologiques, c'est-à-dire des liquides qui changent avec le temps et sous son influence. Plus la contrainte de cisaillement (dans ce cas, notre agitation) agit longtemps, plus les changements dans la structure sont importants. La viscosité de la peinture diminue sous l'effet de l'agitation, ce qui donne l'impression d'un matériau qui se dilue, et augmente à l'arrêt, ce qui donne l'impression que la peinture est plus épaisse. La viscosité de la peinture est mesurée à l'aide d'un appareil appelé "Ford flow cup". 100 cm3 de peinture sont versés dans un gobelet DIN 4 spécial. Le temps nécessaire pour que le matériau s'écoule à travers un trou de quatre millimètres est ensuite observé. La viscosité cinématique est mesurée en degrés (st) et en centistokes (cst).

Caractérisation de la thixotropie

Les propriétés de thixotropie sont déterminées par la composition qualitative et quantitative de la phase dispersée d'une substance chimique. Les valeurs utilisées pour déterminer la thixotropie sont la viscosité dynamique la plus élevée, la viscosité dynamique la plus basse et la contrainte de cisaillement finale. Il s'agit de valeurs importantes à prendre en compte lorsque l'on travaille sur des surfaces verticales ou horizontales. La thixotropie signifie littéralement changement au toucher (thixis &ndash ; toucher et trop &ndash ; changement). En pratique, la thixotropie est la propriété des substances dispersées, c'est-à-dire des substances composées de nombreux éléments, généralement un mélange de liquide et une phase dense dispersée, de restaurer la limite d'élasticité au repos, c'est-à-dire en l'absence d'influence mécanique sur la substance.

Thixotropie et rhéopexie

Il est important de ne pas confondre le concept de thixotropie avec le phénomène de pseudoplasticité. Les substances caractérisées par cette dernière propriété se caractérisent par une diminution de la viscosité lorsqu'elles sont soumises à une contrainte de cisaillement. Dans le cas des substances thixotropes, c'est l'inverse qui se produit : leur viscosité diminue lorsqu'elles sont soumises à une contrainte de cisaillement constante. Lorsque les substances thixotropes sont soumises à une vitesse de déformation constante, la contrainte de cisaillement diminue avec le temps. La viscosité et le taux de cisaillement de certaines substances soumises à des conditions ambiantes constantes changent avec le temps. Une substance est thixotrope si sa viscosité diminue avec le temps, alors que si la viscosité augmente, il s'agit de rhéopexie, également connue sous le nom d'antithixotropie. Chacun de ces types de substances peut atteindre une valeur constante en un temps différent, allant de quelques secondes à quelques jours.

La thixotropie et le phénomène de la pseudo-plasticité

La thixotropie est une caractéristique des systèmes colloïdaux et polymères soumis à une influence mécanique à température constante. La thixotropie caractérise la propriété d'une substance qui lui permet de dépasser la limite de sa plasticité après que l'influence mécanique a cessé, dans le cas des matériaux de peinture, le mélange. Cela détermine la possibilité d'inverser les changements dans la structure d'une substance de peinture donnée par la coagulation des particules colloïdales dans un système de dispersion. Le concept de thixotropie est souvent utilisé à tort comme substitut à la pseudo-plasticité d'une substance. C'est une erreur, car ces deux propriétés sont totalement opposées. Une substance pseudo-plastique diffère d'une substance thixotrope en ce qu'elle réduit sa viscosité sous l'influence d'une contrainte de cisaillement temporaire, tandis qu'une substance thixotrope réduit sa viscosité au fil du temps sous une influence mécanique constante.

Thixotropie et changements dans les propriétés des matériaux

Lorsque nous commençons à mélanger un liquide rhéologique, nous sommes d'abord confrontés à une forte résistance (viscosité élevée), mais après un certain temps, la résistance diminue (nous obtenons la bonne viscosité). Grâce à ce phénomène, nous pouvons peindre ou remplir de grandes surfaces sans nous soucier des gouttes. On pourrait alors se demander si les liaisons se brisent lors du mélange, si le produit est déjà détruit après le premier mélange. Rien n'est moins vrai, il s'avère qu'un liquide donné possède une mémoire, grâce à laquelle, après l'arrêt du mélange, il revient (au bout d'un certain temps) à son état initial, et c'est cette mémoire qui est la propriété appelée thixotropie. Elle dépend du temps et de la vitesse de cisaillement, ainsi que des phénomènes mécaniques qui se produisent dans le matériau. Le profil rhéologique d'un produit thixotrope peut être obtenu par l'ajout de divers éthers de cellulose, d'acides polyacryliques, etc.

Comment les propriétés thixotropiques sont-elles testées en laboratoire ?

Lorsqu'un liquide thixotrope est cisaillé, par exemple dans un viscosimètre rotatif, la structure du liquide est détruite. La destruction de la structure prend fin lorsque la structure résiduelle du liquide est générée à un certain taux de cisaillement. En comparant la courbe d'écoulement tracée à un taux de cisaillement croissant avec la courbe à un taux de cisaillement décroissant, on peut déterminer l'étendue de la destruction de la structure thixotropique. Si, avant de commencer à déterminer la courbe (lorsque le taux de cisaillement est encore faible), la substance est soumise au cisaillement pendant un certain temps à un taux maximal spécifique (&gamma ;), la contrainte de cisaillement (&tau ;) correspondant à ce taux diminuera proportionnellement à la décomposition de la structure thixotropique.

La structure thixotropique peut être détruite à un certain taux de cisaillement (&gamma ;).

Comment cela peut-il être utilisé en pratique?

Du point de vue de notre industrie, le peintre veut recevoir un produit facile à appliquer, facile à appliquer avec des pistolets de pulvérisation - la viscosité de pulvérisation est donc très importante. D'autre part, nous voulons que la peinture ne coule pas de la surface après la pulvérisation (pas de traces) et que l'on puisse appliquer une couche épaisse en une seule fois - pour augmenter le pouvoir couvrant. En utilisant le phénomène que nous avons appris à connaître, nous pouvons produire des peintures ayant ces propriétés. Le travail devrait commencer dès la phase de conception du produit. C'est une tâche très difficile car nous voulons que le produit final combine de nombreux avantages qui sont souvent difficiles à concilier en raison des propriétés des différents composants. Comme vous pouvez le constater, la connaissance de la rhéologie du système est extrêmement importante dans le processus de production des matériaux de peinture, car c'est le seul moyen de garantir un processus et une planification de la production parfaitement informés. La combinaison d'une viscosité de pulvérisation optimale et d'un pouvoir couvrant élevé est un véritable défi pour le fabricant.

La thixotropie dans le contexte du processus de production des matériaux de peinture

Les additifs fonctionnels utilisés dans les peintures automobiles pour leur conférer les propriétés souhaitées jouent un rôle de plus en plus important dans le processus de production des matériaux. L'utilisation de ces additifs permet de mieux contrôler la technologie de production des matériaux de peinture et leurs propriétés en cours d'utilisation. Les principaux additifs utilisés dans les peintures sont les épaississants, c'est-à-dire les modificateurs de rhéologie, les dispersants et différents types de stabilisateurs photo. En connaissant la rhéologie du système de peinture, il est possible d'améliorer sa fluidité, d'assurer une couverture uniforme du substrat et d'empêcher la réduction de la viscosité, qui peut se produire lors de la coloration, par exemple.

Les spécificités du travail au pistolet et de la viscosité de la peinture

Lors du processus de peinture, la peinture est distribuée à l'aide d'un pistolet de pulvérisation au moyen d'air comprimé. L'air circule à l'intérieur de l'appareil à une pression élevée, adaptée à la puissance d'un matériau de peinture particulier. Au cours du processus de peinture, la peinture est décomposée en particules microscopiques, créant un aérosol à la sortie de la buse. Les particules se déposent sur l'objet à peindre, créant ainsi une surface peinte. L'aérosol doit laisser une marque régulière sur la surface, ressemblant à un ovale allongé ou à un rectangle aux bords très arrondis. Cela permet de s'assurer que la peinture est appliquée uniformément sur la surface.

La peinture est appliquée uniformément sur la surface.

Viscosité de la peinture &ndash ; réglable

La thixotropie de la peinture permet de l'appliquer facilement à l'aide d'un mécanisme de pulvérisation tout en retrouvant rapidement le niveau de viscosité approprié, ce qui garantit une couverture uniforme d'une surface horizontale. Si la viscosité de la peinture est trop élevée, on observe une réduction de la quantité de peinture au centre du jet. Ce problème peut être résolu en ajoutant un peu de diluant à la peinture, par exemple. Cette opération ne peut être effectuée que par des peintres expérimentés et uniquement lors de la pulvérisation de la surface. Toutefois, il est important de se rappeler que le fait de diluer la peinture avec un solvant réduit considérablement la thixotropie du revêtement. La dilution est possible jusqu'à un maximum de 20%.

La thixotropie est une propriété de diverses substances. Il est important de noter que la thixotropie est caractérisée par la capacité d'une substance plastique à prendre un état liquide, mais ne détermine pas la propriété des substances liquides à prendre une consistance épaisse. C'est pourquoi la viscosité de la peinture est liée au concept de thixotropie.