Contrôle en ligne du moulage par injection des thermoplastiques semi-cristallins par spectroscopie diélectrique

• Auteur / Autrice : Jean-Marc Gonnet
• Direction : Jacques Guillet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Saint-Etienne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fluorure de polyvinylidène

Spectroscopie diélectrique large bande

Mots clés libres

Vinylidene fluorure polymère

Polymère semicristallin

Moulage injection

Cristallisation état fondu

Condition non isotherme

Monitorage

En ligne

Méthode diélectrique

Relaxation diélectrique

Appareillage essai

Etude expérimentale

Résumé

L'objectif de ce travail a été d'utiliser la spectroscopie diélectrique comme technique de mesure pour le suivi in-situ des étapes de remplissage, post-remplissage et de refroidissement à l'intérieur d'un moule. Le matériau retenu fut le polyfluorure de vinylidene (P. V. D. F). Une corrélation entre l'évolution des paramètres diélectriques du matériau et sa viscosité a été entreprise. Pour cela, un rhéomètre dynamique équipé d'une cellule de mesures électriques ainsi qu'une filière rhéologique instrumentée ont été réalisés. Le processus de cristallisation se repère par une chute de la conductivité ainsi que par la présence d'un maximum de la permittivité réelle. La diminution de la conductivité résulte d'une modification des chemins conducteurs tandis que l'augmentation de la permittivité est due au phénomène de polarisation interfaciale de type Maxwell Wagner Sillars (M. W. S. ) entre la phase amorphe et les entités cristallines en croissance. La brusque variation de la réponse diélectrique est envisagée comme un moyen de suivre le front de cristallisation au sein du moule. La description de la cristallisation par le modèle de Nakamura a permis d'entreprendre la modélisation de la cristallisation à l'intérieur d'un moule. L'évolution du profil de température ainsi que du taux de cristallinité est simulée par une méthode par différences finies. Des mesures diélectriques effectuées lors d'expériences de refroidissement contrôlées à l'aide de la filière moule démontrent le bien fondé de la simulation, de même qu'elles valident l'emploi des mesures diélectriques pour le suivi in-situ de la cristallisation d'un polymère dans le moule. L'extension de cette technique au procédé d'injection a permis de différencier les différentes étapes du procédé, de déterminer le taux de remplissage ainsi que la mise en équilibre thermique du moule. La variation des propriétés diélectriques du matériau pendant la phase de compactage - refroidissement sous pression peut être mise à profit pour contrôler le retrait volumique des pièces