Sur l'injection des cristaux liquides polymeres

par Jean-Noël Baléo

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Patrick Navard.

Soutenue en 1991

à l'EMP .

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  • Résumé

    L'injection des cristaux liquides polymeres est etudiee par trois approches successives et complementaires. Une premiere approche analytique consiste a observer des pieces injectees en polymere thermotrope (rhodester cl). Elle porte sur l'etude morphologique de resoudures de flux de polymere charge ou non et sur l'analyse de la distribution de zones morphologiques. Cette derniere etude est correlee avec une modelisation isotrope de l'injection. Nous montrons que la distribution des taux de cisaillement et d'elongation est responsable des structures generees. Une seconde approche theorique consiste a modeliser l'ecoulement d'un fluide modele (visqueux lineaire anisotrope inelastique) par la theorie d'ericksen, qui instaure un couplage entre orientation et ecoulement via l'expression d'un tenseur des extra-contraintes et d'une equation de transport du directeur. Une methode numerique de point fixe est utilisee pour le decouplage des equations. La partie elliptique est resolue par un principe variationnel et une methode d'elements finis. La partie hyperbolique est resolue par un schema pseudo-instationnaire utilisant une methode de caracteristiques. Plusieurs geometries complexes sont modelisees, et l'influence des coefficients rheologiques est egalement testee. On montre comment l'ecoulement controle l'orientation. La convergence est analysee. Une derniere approche est experimentale. Nous avons concu un dispositif experimental permettant d'etudier l'ecoulement de solutions de polymere lyotrope (hydroxypropylcellulose/eau) dans des moules transparents. Des profils de vitesses sont mesures. Nous montrons que le comportement de fluides isotropes et anisotropes est tres different. L'orientation est estimee dans les diverses zones de l'ecoulement. Nous montrons qu'il existe des zones tres orientees et d'autres zones ou le comportement du directeur est instationnaire. Une correlation est effectuee avec les resultats de la modelisation numerique. Nous visualisons egalement la genese de resoudures de flux et l'influence d'elongations sur le phenomene


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