Présentation

Article

1 - MATÉRIAUX ET MÉTHODES

2 - INFLUENCE DES CONDITIONS OPÉRATOIRES EN MÉLANGEUR INTERNE

3 - APPLICATION À L’EXTRUSION BIVIS

4 - VERS UNE OPTIMISATION DU PROCÉDÉ À TRAVERS LA MODÉLISATION

5 - CONCLUSION

6 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : AM3656 v1

Vers une optimisation du procédé à travers la modélisation
Élaboration de nanocomposites à base d’argile lamellaire par extrusion bivis

Auteur(s) : Bruno VERGNES

Date de publication : 10 oct. 2018

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

Version en anglais English

RÉSUMÉ

Cet article décrit la préparation de nanocomposites à base de polypropylène et d'argile lamellaire par extrusion bivis. Après avoir présenté l'intérêt potentiel de ces matériaux, les techniques expérimentales de préparation et de caractérisation de ces nanocomposites sont détaillées. Ensuite, l'influence des paramètres opératoires (vitesse de vis, débit d'alimentation ou temps de mélange, température du fourreau) sur la microstructure est évaluée, d'abord dans un mélangeur interne, puis dans une extrudeuse bivis. Enfin, il est montré comment une approche de modélisation fondée sur la thermomécanique des écoulements peut aider à résoudre les problèmes d'optimisation et de mise à l'échelle.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

Auteur(s)

  • Bruno VERGNES : Directeur de Recherches - CEMEF, MINES ParisTech, Sophia Antipolis, France

INTRODUCTION

Les nanocomposites sont apparus au début des années 90, avec les travaux pionniers des chercheurs de Toyota qui ont montré que l’incorporation d’une petite quantité (quelques pourcents en masse) d’argile lamellaire dans un polyamide pouvait grandement améliorer ses propriétés mécaniques, particulièrement sa rigidité. Fabriqués à l’origine en solution ou par polymérisation in situ, les nanocomposites sont maintenant préparés préférentiellement par mélange à l’état fondu, en utilisant des procédés de compoundage classiques, essentiellement l’extrusion bivis. Cependant, pour obtenir les propriétés attendues, les argiles doivent être exfoliées au sein de la matrice polymère, c’est-à-dire dispersées au niveau des feuillets individuels qui composent les tactoïdes. Si cette dispersion est facile avec les polymères polaires, comme les polyamides, elle devient beaucoup plus difficile avec les matrices non polaires, comme les polyoléfines. Même après modification par des cations organiques afin de rendre les argiles plus compatibles avec la matrice, une exfoliation parfaite des feuillets est impossible en l’absence de compatibilisant. Dans la majorité des cas, une polyoléfine greffée avec de l’anhydride maléique est utilisée comme agent compatibilisant. Bien que de nombreuses avancées aient été réalisées ces dernières années dans la préparation de ces nanocomposites par voie fondue, le choix d’un profil de vis adapté et de conditions opératoires adéquates pour optimiser l’exfoliation de l’argile et la dispersion des feuillets dans la matrice reste un défi.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-am3656


Cet article fait partie de l’offre

Nanosciences et nanotechnologies

(150 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation
Version en anglais English

4. Vers une optimisation du procédé à travers la modélisation

Tous les résultats précédents montrent que, quelles que soient les conditions opératoires, la microstructure aux différentes échelles, exprimée par le rapport d’aires et le seuil d’écoulement apparent, peut être décrite par l’EMS. Pour calculer cette microstructure, il suffit donc de coupler le calcul de l’écoulement le long de l’extrudeuse à une loi d’évolution, par exemple l’équation (4) pour le rapport d’aires et l’équation (5) pour le seuil d’écoulement. Pour illustrer cette méthode, un exemple concernant l’extrusion bivis avec dilution de mélange-maître présentée au paragraphe 3.1.2 est proposé figure 23 . Nous avons comparé, pour les deux paramètres caractérisant la microstructure, les résultats expérimentaux à ceux de la simulation, pour plusieurs...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Nanosciences et nanotechnologies

(150 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Vers une optimisation du procédé à travers la modélisation
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - NORMAND (G.), MIJA (A.), PAGNOTTA (S.), PEUVREL-DISDIER (E.), VERGNES (B.) -   *  -  J. Appl. Polym. Sci., 134, p. 45053 (2017).

  • (2) - LERTWIMOLNUN (W.), VERGNES (B.) -   *  -  Polymer, 46, p. 3462-3471 (2005).

  • (3) - DOMENECH (T.) -   Structure et propriétés de nanocomposites polypropylène/argile lamellaire préparés par mélange à l’état fondu,  -  Thèse de Doctorat, MINES ParisTech (2012).

  • (4) - LERTWIMOLNUN (W.) -   Réalisation de nanocomposites polypropylenène/argile par extrusion bivis,  -  Thèse de Doctorat, MINES ParisTech (2006).

  • (5) - LAFLEUR (P.G.), VERGNES (B.) -   Extrusion des Polymères,  -  Hermès, Paris (2014).

  • (6) - LERTWIMOLNUN (W.), VERGNES (B.) -   *  -  Polym....

1 Outils logiciels

Ludovic© , code de simulation de l’extrusion bivis corotative, est commercialisé par la société SCC (Sciences Computers Consultants)

http://www.scconsultants.com

HAUT DE PAGE

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Nanosciences et nanotechnologies

(150 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS