ASTM D3835 : Extrusion de polyéther éther cétone (PEEK) pur et renforcé de carbone

En raison de son excellente résistance chimique et de ses propriétés mécaniques à haute température (jusqu'à 400 ºC pour les qualités renforcées), le polyéther éther cétone (PEEK) est largement utilisé dans les industries aérospatiale, automobile et médicale. En plus de représenter une combinaison supérieure de résistance, de flexibilité, de résistance chimique et de facilité de traitement, le PEEK peut en outre conférer des propriétés mécaniques et thermiques exceptionnelles lorsqu'il est renforcé avec des charges telles que des fibres de verre ou de carbone. L'extrusion du PEEK présente un plus grand intérêt pour les raisons mentionnées ci-dessus.

Nous avons testé le PEEK non renforcé (PEEK pur) et le PEEK renforcé de fibres de carbone (C/PEEK) sur un rhéomètre capillaire CEAST pour comprendre ses caractéristiques d'écoulement. Nous avons utilisé trois capillaires à tête plate avec des rapports longueur/diamètre de 5, 20 et 30 pour tester le PEEK pur et le C/PEEK à 400 ºC. Le temps de préchauffage a été fixé à 6 minutes conformément à la norme ASTM D3835 et le matériau a été chargé à une force constante de 1 000 N. Des tests ont été effectués pour comprendre la fenêtre de traitement du C/PEEK et obtenir des valeurs de viscosité aux taux de cisaillement respectifs.

On observe que le PEEK pur est représentatif du comportement du polymère en vrac et montre une dépendance de la viscosité en fonction du taux de cisaillement. Le C/PEEK, en revanche, n'est pas aussi sensible au cisaillement, probablement en raison de la moindre mobilité des chaînes polymères dans l'interaction fibre-polymère. Nous remarquons également une augmentation de la viscosité après des temps de séjour plus élevés du matériau dans le fût du rhéomètre.

Pour les matériaux chargés comme le C/PEEK, les filières à entrée conique peuvent aider à obtenir un écoulement homogène grâce à une convergence plus propre de la matière fondue dans un capillaire par rapport aux filières à tête plate. Les filières à entrée conique contribueront non seulement à un flux plus stable et continu, mais faciliteront également le processus de nettoyage post-test.