Mesure de la viscosité du polystyrène en solution par rhéomètre capillaire en vue du montage d’une séance de travaux pratiques

Abstract

Le travail préparé dans le cadre de la fin de parcours de Master en chimie appliquée traite de la mesure de la viscosité du polystyrène en solution dans deux solvants différents ; le THF et le Toluène, en utilisant un rhéomètre capillaire simple et facile d’utilisation Ubbelohde. Le but ultime de cette étude est la conception et la proposition d’une séance de travaux pratiques pédagogiques de laboratoire. Nous avons effectué des mesures de temps d’écoulement de solution de différentes concentrations de polystyrène dans l’un ou l’autre solvant ; THF ou Toluène. Nous avons procédé au calcul des différentes viscosités ; cinématique, relative, spécifique et réduite en montrant les équations et les relations qui permettent de les calculer. Nous avons comparé l’effet des deux solvants. Seulement des différences minimes ont été observées entre le THF et le Toluène. Aussi comme attendu, les deux capillaires rhéomètres dont nous disposions ayant deux constantes K différentes k=0.1 et K=1 se sont révélés très différents par un facteur de 5 en termes de temps d’écoulement. Tant on était dans des mesures purement comparatives les résultats obtenus sont acceptables surtout pour des fins de travaux pratiques. Pour des valeurs de viscosité intrinsèque absolue qui permettent d’estimer la masse moléculaire du polymère il est indispensable de disposer d’un jeu de capillaires qui couvrent une large gamme de K capable de mesurer une large gamme de temps d’écoulement (viscosité cinématique). La démarche suivie, les résultats obtenus et le support de synthèse bibliographique proposés dans cette étude permettent aux étudiants de réaliser des travaux pratiques de qualité en utilisant toute sorte de substance totalement soluble dans des solvants appropriés.