thesis

Etude expérimentale et modélisation du chauffage par rayonnement infrarouge de polymères semi-cristallins : influence des centres diffusants

Defense date:

Jan. 1, 1995

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Institution:

Rouen

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Les transferts thermiques dans une plaque de poly(éthylène téréphtalate), soumise à un rayonnement infrarouge, sont étudiés à l'aide d'un modèle numérique prenant en compte à la fois les paramètres physiques liés à ce type de chauffage et ceux liés au matériau. La répartition spectrale et la densité du flux incident, les coefficients de convection, l'absorption et la cristallinité sont pris en compte par le code de calcul. Si au cours du chauffage, la température du matériau atteint la zone de température de cristallisation, il se développe alors des cristallites qui deviennent des centres diffusants du rayonnement. L'évolution de la structure du polymère au cours du chauffage a donc été étudiée. Elle a conduit, en premier lieu, à la détermination des cinétiques de cristallisation du polymère (par analyse enthalpique différentielle) puis, en second lieu, à l'étude des variations des propriétés optiques du matériau (par spectrophotométrie). Il a été établi que le coefficient de diffusion ne dépendait du taux de cristallinité que pour les faibles longueurs d'onde du rayonnement ( /2m). La loi de comportement du coefficient de diffusion, en fonction du taux de cristallinité et de la longueur d'onde a permis, à l'aide du code de calcul, de déterminer la répartition de température dans une plaque épaisse de P. E. T. Ce code de calcul utilise un modèle à quatre flux afin de tenir compte de la diffusion du rayonnement incident par les cristallites et de traiter le cas d'un matériau inhomogène. Les résultats obtenus montrent l'importance du choix des paramètres de chauffage sur la distribution de température à l'intérieur du polymère. Nous avons étudié l'influence de la densité et de la répartition spectrale du flux incident ainsi que des coefficients de convection et des conditions initiales. Le degré de cristallinité du polymère, avant chauffage, influence également les gradients de température à l'intérieur du matériau