Etude des changements de phase de polymère dans le procédé de rotomoulage : coalescence et cristallisation couplées à la thermique du procédé

par Jean-Damien Muller

Thèse de doctorat en Matériaux polymères et composites

Sous la direction de Abderrahim Maazouz.

Soutenue en 2008

à Villeurbanne, INSA .


  • Résumé

    Le rotomoulage est un procédé de mise en forme des matières plastiques qui permet de réaliser des objets creux et de grand volume sans ligne de soudure. Les changements de phase durant le procédé conditionnent la qualité finale de la pièce. Le manque de modélisation du procédé limite son développement. Cette thèse est composée de 2 parties : la première traite de la compréhension et de la modélisation de la coalescence des matériaux polymères ; la seconde partie présente les travaux concernant la compréhension des écoulements des poudres durant le rotomoulage et la modélisation thermique du procédé. Durant la phase de chauffe la coalescence est un phénomène prépondérant dont la cinétique dépend du matériau employé. Une étude avec des fluides modèles a permis de déterminer les paramètres prépondérants gouvernant les cinétiques de coalescence. L’influence de ces paramètres a également été testée avec des matériaux industriels. L’écoulement d’une poudre polymère durant le rotomoulage a été étudiée avec un moule dont une face est transparente. Il a été de plus possible d’observer les différentes phases se déroulant lors de la chauffe notamment (adhésion de la poudre et fusion progressive). Afin de comprendre et pouvoir modéliser les échanges thermiques lors du rotomoulage, une étude a été menée en collaboration avec le Laboratoire de Thermocinétique de Nantes. La mesure des températures en différents points du moule ainsi que le flux de chaleur a été réalisée in situ durant un cycle. L’évolution du profil de température durant la phase de refroidissement a pu être décrite en couplant les échanges thermiques et un modèle de cinétique de cristallisation.

  • Titre traduit

    Study of phase change of polymers during rotational molding : coalescence and crystallization coupled with the heat transfers of the process


  • Résumé

    Rotomolding is a process of plastic forming which can produce hollow and high volume parts without weld line. Phase changements during the process determine the final quality of the part. The lack of modelling of the process limits its development. This thesis is divided in 2 parts: the first deals with understanding and modelling of the coalescence of polymer materials; the second part will present work on understanding the powder flow during the rotomolding and modelling thermal process. During the heat phase the coalescence is a perponderant phenomenon whose kinetics depend on the material used. A study with model materials, liquid at room temperature, made it possible to determine the parameters governing manily the sintering kinetics. The influence of these parameters was also tested with industrial materials. The powder flow of a polymer during the rotomolding has been studied with a mold with a transparent face. In addition it was possible to observe the different phases taking place in particular during the heating phase (the accession of powder and progressive fusion). To understand and be able to model the thermal exchanges during the rotomolding, a study was conducted in collaboration with the Laboratoire de Thermocinétique of Nantes. The measure temperatures at different points in the mould and the heat flow were carried out in situ during a cycle. The predicted temperature profile during the cooling phase has been described by coupling the heat and a model of crystallization kinetic.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (IV-195 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 185-195

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3374)
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