Mesure
diélectrique
Étend les fonctions de caractérisation des matériaux en proposant une technique similaire à la mécanique dynamique.
Mesure diélectrique
L’accessoire diélectrique, disponible pour les modèles DHR, étend les fonctionnalités de caractérisation des matériaux par l’apport d’une technique supplémentaire similaire à la mécanique dynamique. En analyse diélectrique, un champ électrique oscillatoire est utilisé par opposition à la force mécanique (déformation) et la contrainte oscillatoire est une charge stockée (Q) dans l’échantillon. La technique permet de mesurer le degré auquel l’échantillon stocke une charge (capacité électrique) ou la transmet (conductance) par l’intermédiaire de son substrat. Le DHR est une plateforme flexible qui permet la configuration et l’étalonnage faciles des tests, mais qui garantit aussi la précision des données grâce à des fonctionnalités standard comme la chambre de test environnementale, la régulation de force axiale et des procédures de compensation des variations de température. L’analyse diélectrique est une technique très puissante de caractérisation des matériaux polaires tels que PVC, PVDF, PMMA et PVA pour les systèmes de séparation des phases et pour contrôler la cinétique de séchage des matériaux comme les composé d’epoxy ou d’uréthane . L’analyse diélectrique étend la plage des fréquences mesurables, par rapport à l’analyse mécanique dynamique traditionnelle, qui est en général limitée à 100 Hz.
Technologie
L’accessoire diélectrique est composé d’un ensemble spécial de plaques parallèles de 25 mm équipés des câbles et du matériel de connexion pour permettre l’interfaçage avec un appareil de mesure LCR diélectrique (LCR Keysight E4980A ou E4980AL) imposant certaines tensions et fréquence(s) pour le signal. La plage de tension disponible est comprise entre 0,005 et 20 V et la plage de fréquence va de 20 Hz à 2 MHz. La chambre de test environnementale (voir page 26) permet de réguler la température sur une plage comprise entre -160 et 350 °C. L’accessoire permet de collecter simultanément des informations rhéologiques et diélectriques, mais il est aussi possible de procéder indépendamment à des mesures diélectriques.
Caractéristiques et avantages
- Technologie Smart Swap™
- Plaques de diamètres 25 mm, avec isolation en céramique
- Plaques jetables pour système de séchage
- Mesures diélectriques autonomes
- Mesures rhéologiques et diélectriques combinées
- Entièrement programmable depuis le logiciel TRIOS
- Superposition durée/température
- Génération de courbe principale
- Large plage de fréquence diélectrique : 20 Hz à 2 MHz
- Installation et dépose faciles
- Compatible avec ETC sur une plage de température comprise entre -160 et 350 °C
- Interface USB
Phase Separation in Cosmetic Creams
Séparation des phases dans les crèmes cosmétiques
La stabilité de température des matériaux alimentaires et cosmétiques est cruciale pour la performance des produits lors du stockage et du transport. Le test rhéologique est largement utilisé à des fins d’évaluation de la stabilité ; cependant, la capacité à mesurer simultanément les propriétés diélectriques peut apporter des informations précieuses pour les formulations complexes. L’exemple de deux crèmes cosmétiques à base d’eau est donné sur la figure de droite. Elles sont testées par refroidissement, de 25 à -30 °C. Si on ne compare que le module de stockage (G’), les données des deux matériaux indiquent que la crème POND’S® augmente un peu, puis bondit de trois dizaines à -18 °C, tandis que l’évolution de la crème NIVEA semble plus continue sur ce module, sur l’intégralité de la variation de température. La réponse mécanique permet à elle seule de conclure que la forte hausse de la crème POND’S à -18 °C est liée à son instabilité. Cependant, la mesure simultanée de la permittivité de perte, ε”, donne des informations liées à l’évolution de la mobilité des ions, qui survient principalement en phase aqueuse pour ces deux échantillons. Le ε” de NIVEA indique une hausse de deux dizaines alors que le ε” de POND’S ne montre qu’une faible variation. La forte hausse du ε” est fur à l’augmentation de la mobilité des ions du matériaux, pendant la séparation de l’eau. Pour l’analyse finale, la séparation de phases est constatée pour la crème NIVEA, mais par pour la crème POND’S. Pendant le procédé de refroidissement, on constate une séparation de phases progressive, tandis que la phase aqueuse renforce la modification de la morphologie des matériaux. Le G’ change au fur et à mesure de la transformation progressive de la morphologie. La grosse variation de G’ de la crème POND’S est le résultat d’une transition vers une morphologie plus stable et uniforme.
Dielectric Temperature Ramp at Multiple Frequencies
Montée en température diélectrique à des fréquences multiples
La figure de droite illustre la rampe de température d’un échantillon de polymère (méthacrylate de méthyle) et de PMMA, à quatre fréquences diélectriques différentes, qui vont de 1 000 Hz à 1 000 000 Hz. Il est possible ici de constater que l’ampleur du ε’ baisse à mesure que la fréquence augmente par l’intermédiaire de la région de transition et que le pic de la transition de la tangente δ se rapproche de température plus élevées alors que la fréquence augmente.
- Description
-
Mesure diélectrique
L’accessoire diélectrique, disponible pour les modèles DHR, étend les fonctionnalités de caractérisation des matériaux par l’apport d’une technique supplémentaire similaire à la mécanique dynamique. En analyse diélectrique, un champ électrique oscillatoire est utilisé par opposition à la force mécanique (déformation) et la contrainte oscillatoire est une charge stockée (Q) dans l’échantillon. La technique permet de mesurer le degré auquel l’échantillon stocke une charge (capacité électrique) ou la transmet (conductance) par l’intermédiaire de son substrat. Le DHR est une plateforme flexible qui permet la configuration et l’étalonnage faciles des tests, mais qui garantit aussi la précision des données grâce à des fonctionnalités standard comme la chambre de test environnementale, la régulation de force axiale et des procédures de compensation des variations de température. L’analyse diélectrique est une technique très puissante de caractérisation des matériaux polaires tels que PVC, PVDF, PMMA et PVA pour les systèmes de séparation des phases et pour contrôler la cinétique de séchage des matériaux comme les composé d’epoxy ou d’uréthane . L’analyse diélectrique étend la plage des fréquences mesurables, par rapport à l’analyse mécanique dynamique traditionnelle, qui est en général limitée à 100 Hz.
- Technologie
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Technologie
L’accessoire diélectrique est composé d’un ensemble spécial de plaques parallèles de 25 mm équipés des câbles et du matériel de connexion pour permettre l’interfaçage avec un appareil de mesure LCR diélectrique (LCR Keysight E4980A ou E4980AL) imposant certaines tensions et fréquence(s) pour le signal. La plage de tension disponible est comprise entre 0,005 et 20 V et la plage de fréquence va de 20 Hz à 2 MHz. La chambre de test environnementale (voir page 26) permet de réguler la température sur une plage comprise entre -160 et 350 °C. L’accessoire permet de collecter simultanément des informations rhéologiques et diélectriques, mais il est aussi possible de procéder indépendamment à des mesures diélectriques.
- Fonctionnalités
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Caractéristiques et avantages
- Technologie Smart Swap™
- Plaques de diamètres 25 mm, avec isolation en céramique
- Plaques jetables pour système de séchage
- Mesures diélectriques autonomes
- Mesures rhéologiques et diélectriques combinées
- Entièrement programmable depuis le logiciel TRIOS
- Superposition durée/température
- Génération de courbe principale
- Large plage de fréquence diélectrique : 20 Hz à 2 MHz
- Installation et dépose faciles
- Compatible avec ETC sur une plage de température comprise entre -160 et 350 °C
- Interface USB
- Applications
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Phase Separation in Cosmetic Creams
Séparation des phases dans les crèmes cosmétiques
La stabilité de température des matériaux alimentaires et cosmétiques est cruciale pour la performance des produits lors du stockage et du transport. Le test rhéologique est largement utilisé à des fins d’évaluation de la stabilité ; cependant, la capacité à mesurer simultanément les propriétés diélectriques peut apporter des informations précieuses pour les formulations complexes. L’exemple de deux crèmes cosmétiques à base d’eau est donné sur la figure de droite. Elles sont testées par refroidissement, de 25 à -30 °C. Si on ne compare que le module de stockage (G’), les données des deux matériaux indiquent que la crème POND’S® augmente un peu, puis bondit de trois dizaines à -18 °C, tandis que l’évolution de la crème NIVEA semble plus continue sur ce module, sur l’intégralité de la variation de température. La réponse mécanique permet à elle seule de conclure que la forte hausse de la crème POND’S à -18 °C est liée à son instabilité. Cependant, la mesure simultanée de la permittivité de perte, ε”, donne des informations liées à l’évolution de la mobilité des ions, qui survient principalement en phase aqueuse pour ces deux échantillons. Le ε” de NIVEA indique une hausse de deux dizaines alors que le ε” de POND’S ne montre qu’une faible variation. La forte hausse du ε” est fur à l’augmentation de la mobilité des ions du matériaux, pendant la séparation de l’eau. Pour l’analyse finale, la séparation de phases est constatée pour la crème NIVEA, mais par pour la crème POND’S. Pendant le procédé de refroidissement, on constate une séparation de phases progressive, tandis que la phase aqueuse renforce la modification de la morphologie des matériaux. Le G’ change au fur et à mesure de la transformation progressive de la morphologie. La grosse variation de G’ de la crème POND’S est le résultat d’une transition vers une morphologie plus stable et uniforme.
Dielectric Temperature Ramp at Multiple Frequencies
Montée en température diélectrique à des fréquences multiples
La figure de droite illustre la rampe de température d’un échantillon de polymère (méthacrylate de méthyle) et de PMMA, à quatre fréquences diélectriques différentes, qui vont de 1 000 Hz à 1 000 000 Hz. Il est possible ici de constater que l’ampleur du ε’ baisse à mesure que la fréquence augmente par l’intermédiaire de la région de transition et que le pic de la transition de la tangente δ se rapproche de température plus élevées alors que la fréquence augmente.
