Sechage d'un vernis polymere : analyse globale du procede industriel et description locale du film

• Auteur / Autrice : CHARLES BOUCHARD
• Direction : Christine Benard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

La premiere partie de ce travail porte sur la modelisation du procede industriel de sechage, par soufflage d'air chaud, d'un vernis de quelques microns d'epaisseur (solution solvant/polymere 80/20 en masse environ) enduit sur une feuille (d'aluminium par exemple) : en quelques secondes typiquement, le solvant est extrait a 99%. Un modele numerique 1d prend en compte le couplage des transferts de solvant d'une part entre le film et l'air, d'autre part interne au film par diffusion (loi de fick). Les coefficients de transferts thermique et massique film/air sont evalues grace a la litterature et confirmes par des mesures de temperature en usine. Apres une phase d'evaporation rapide, controlee par les transferts film/air, donc par le fonctionnement du sechoir, la concentration du polymere devient importante. Comme les parametres clefs que sont le coefficient de diffusion mutuelle polymere/solvant et la pression de vapeur saturante du solvant diminuent fortement dans ce regime concentre (moins de 20% de solvant en masse), la cinetique de sechage est alors tres ralentie. La deuxieme partie decrit la determination experimentale de ces deux parametres dans ce regime. Elle est basee sur une methode de sorption/desorption de vapeur de solvant sur un film polymere fin (moins de 1 micron) a 25\c, grace a une microbalance a quartz piezoelectrique. Des experiences en quasi-equilibre de desorption montrent un ecart a la loi de flory-huggins aux faibles pressions de vapeur : il est du a la transition vers une structure vitreuse, et a ete interprete par un modele recent. Lors d'echelons de pression, les cinetiques de sorption observees sont non-fickiennes pres de la transition vitreuse, ou effets viscoelastiques et diffusion sont couples ; en desorption, elles sont pseudo-fickiennes, permettant l'evaluation du coefficient de diffusion. Le melange des deux copolymeres du vernis industriel revele un comportement intermediaire entre ceux de chaque copolymere.