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Cristallisation des polymères semi-cristallins en condition thermique extrême
La simulation de la mise en forme des thermoplastiques est indispensable pour prédire les retraits et déformations dans une pièce thermoplastique tout en cherchant à optimiser les temps de cycle. Pour cela, il est nécessaire de connaitre précisément les propriétés thermophysiques et la cinétique de...
| Auteurs principaux : | , , , , , , |
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| Collectivités auteurs : | , , , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français |
| Titre complet : | Cristallisation des polymères semi-cristallins en condition thermique extrême / Baptiste Pignon; sous la direction de Didier Delaunay |
| Publié : |
Nantes :
Université de Nantes
, 015 |
| Accès en ligne : |
Accès Nantes Université
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| Note de thèse : | Reproduction de : Thèse de doctorat : Energétique, thermique, combustion : Nantes : 2015 |
| Sujets : | |
| Documents associés : | Reproduction de:
Cristallisation des polymères semi-cristallins en condition thermique extrême |
| Résumé : | La simulation de la mise en forme des thermoplastiques est indispensable pour prédire les retraits et déformations dans une pièce thermoplastique tout en cherchant à optimiser les temps de cycle. Pour cela, il est nécessaire de connaitre précisément les propriétés thermophysiques et la cinétique de cristallisation dans des conditions représentatives de celles rencontrées dans les procédés. L objectif de cette thèse est de développer des méthodes et des appareils de mesure permettant la caractérisation des thermoplastiques hautes performances dans ces mêmes conditions extrêmes ; de pression (200 MPa), de température (400°C) et de vitesses (plusieurs centaines voire plusieurs milliers de Kelvin par minute en refroidissement). Cela passe, d une part, par l utilisation de dispositifs commerciaux (DSC, FSC) et d autre part par le développement de dispositifs originaux associés à des méthodes d identification. L étude de la cristallisation du PEEK est présentée sur toute la gamme de température à l aide d un nanocalorimètre (FSC). Cet appareil permet de refroidir un échantillon de quelques centaines de nanogrammes jusqu à 10 000 K/s. Afin de conforter ces résultats, l étude de la cinétique de cristallisation à basse température est proposée à partir d un dispositif spécifique instrumenté d un capteur de flux de chaleur et d une fibre optique. Cette dernière permet la mesure de la température de surface d une pièce thermoplastique massive, servant alors à identifier la cinétique. Enfin, l influence de la pression est étudiée à partir du moule PvT-xT dédié aux thermoplastiques hautes performances. Il s agit d un dispositif multifonctionnel qui permet la mesure des diagrammes PvT (Pression volume spécifique - Température), l enthalpie de cristallisation, ainsi que l identification de la cinétique de cristallisation sous pression. The simulation of thermoplastic forming processes is essential to predict shrinkage and warpage in a part while seeking to optimize the cycle time. For this purpose, an accurate knowledge of the thermophysical properties and the crystallization kinetics in conditions representative of the forming processes is required. The aim of this thesis is to develop methods and specific apparatus for the characterization of high performance thermoplastics under these same extreme conditions: pressure (200MPa), temperature (400°C) and high cooling rate (several hundreds to thousands Kelvin per minute). It requires, in one hand the use of commercial devices (DSC, FSC) and in the other hand the development of original devices associated to identification methods. The study of the crystallization of PEEK is presented on the whole temperature range with a nanocalorimeter (FSC). This apparatus allows the cooling a sample of few hundred nanograms at 10 000K/s. In order to confirm theses results, the crystallization at low temperature is studied with a specific device instrumented with a heat flux sensor and an optical fibre. This latter allows the surface temperature measurement of a bulk thermoplastic part, which is used to identify the kinetics. Finally, the influence of pressure is studied from PvT-xT device dedicated to high performance polymers. This is a multifunctional apparatus which allows the measurements of PvT diagram (Pressure specific volume Temperature), the crystallization enthalpy and the identification of the crystallization kinetics under pressure. |
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| Notes : | L'impression du document génère 192 p. Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur, Géosciences, Architecture (SPIGA) (Nantes) Partenaire de recherche : Laboratoire de thermocinétique (UMR 6607) (Nantes) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Dominique Gobin (Président du jury) ; Nicolas Boyard, Séverine Boyer, Vincent Sobotka, Laurent Zalewski (Membre du jury) ; Réné Fulchiron, Philippe Le Masson (Rapporteurs) |
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| Bibliographie : | Bibliogr. 18 p. |