Mesure thermo-rhéologique des écoulements polymères : avancées scientifiques et application aux procédés d’injection

Dans le domaine de la plasturgie, de nombreux industriels sont confrontés d’une part à améliorer les performances de leur chaine de production et d’autre part à les adapter à l’utilisation de nouveaux matériaux. Des changements de matière qui sont liés à de nouvelles contraintes produit, des difficultés d’approvisionnement, des évolutions sanitaires (agroalimentaire, santé) et environnementales (introduction de matériaux polymères recyclés, utilisation de matériaux biosourcés).

Les polymères ont un comportement en écoulement non-newtonien. De ce fait, les réglages lors d’un procédé d’injection (température, pression, vitesse d’injection,…) dépendent fortement de la viscosité du polymère mise en œuvre et ce d’autant plus si celle-ci est thermodépendante.

Lors de travaux précédents, un dispositif de mesure annulaire (TRAC : Thermo-Rheo Annular Cell) a été proposé pour une mesure de température très robuste et une identification de la viscosité par méthode inverse, qui exploite la dissipation visqueuse dans l’écoulement. Le système de mesure thermique est suffisamment sensible pour permettre de prédire la thermodépendance de la viscosité, exprimée sous forme d’énergie d’activation.

Dans ce travail, nous expliquons comment les points critiques de viscosité, identifiés grâce à la TRAC, peuvent être utilisés pour estimer la viscosité en ligne et présentons les premiers résultats de mesure obtenus lors de cycles d’injection. Ces résultats représentent non seulement une avancée significative pour le domaine industriel de la plasturgie mais ils permettent aussi de mettre en avant scientifiquement l’impact de la compressibilité sur la mesure thermique des écoulements.

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