[article]
| Titre : |
Calendering of thermoplastics : models and computations |
| Type de document : |
texte imprimé |
| Auteurs : |
Evan Mitsoulis, Auteur ; Nickolas D. Polychronopoulos, Auteur ; Savvas G. Hatzikiriakos, Auteur |
| Année de publication : |
2022 |
| Article en page(s) : |
p. 341-356 |
| Note générale : |
Bibliogr. |
| Langues : |
Anglais (eng) |
| Catégories : |
Calandrage Le calandrage est une opération qui consiste à faire passer un matériau entre deux cylindres pour le lisser ou le lustrer, ou pour produire un film ou une feuille. Des matériaux de plus faible épaisseur (produits semi-finis, feuilles, plaques, films, crêpes) peuvent être obtenus par calandrage d'un système thermoplastique ou élastomère entre des cylindres éventuellement chauffants.
Une calandreuse comporte au moins deux rouleaux contrarotatifs, dont l'écartement est ajustable. Plusieurs passages entre les cylindres peuvent être réalisés.
Cette opération est par exemple utilisée pour fabriquer des revêtements de sols et de murs, des nappes, de l'ameublement, de la maroquinerie et des articles gonflables.
Pour les pâtes de faible viscosité, une calandreuse peut servir de mélangeur en formulation.
En papeterie, l'opération de calandrage permet d'obtenir différents états de surface de la feuille de papier, notamment pour les papiers couchés. Selon le degré de calandrage (pression, température de chauffe), le papier sera plus ou moins lissé et brillant.
Calcul
Modèles mathématiques
Simulation par ordinateur
ThermoplastiquesUne matière thermoplastique désigne une matière qui se ramollit (parfois on observe une fusion franche) d'une façon répétée lorsqu'elle est chauffée au-dessus d'une certaine température, mais qui, au-dessous, redevient dure. Une telle matière conservera donc toujours de manière réversible sa thermoplasticité initiale. Cette qualité rend le matériau thermoplastique potentiellement recyclable (après broyage). Cela implique que la matière ramollie ne soit pas thermiquement dégradée et que les contraintes mécaniques de cisaillement introduites par un procédé de mise en forme ne modifient pas la structure moléculaire.
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| Index. décimale : |
668.4 Plastiques, vinyles |
| Résumé : |
John Vlachopoulos (JV) started his polymer processing career with the process of calendering. In two landmark papers with Kiparissides, C. and Vlachopoulos, J. (1976). Finite element analysis of calendering. Polym. Eng. Sci. 16: 712–719; Kiparissides, C. and Vlachopoulos, J. (1978). A study of viscous dissipation in the calendering of power-law fluids. Polym. Eng. Sci. 18: 210–214 he introduced the Finite Element Method (FEM) to solve the governing equations of mass, momentum, and energy based on the Lubrication Approximation Theory (LAT). This early work was followed by the introduction of wall slip (with Vlachopoulos, J. and Hrymak, A.N. (1980). Calendering poly(vinyl chloride): theory and experiments. Polym. Eng. Sci. 20: 725–731). The first 2-D simulations for calendering PVC were carried out with Mitsoulis, E., Vlachopoulos, J., and Mirza, F.A. (1985). Calendering analysis without the lubrication approximation. Polym. Eng. Sci. 25: 6–18. In the intervening 35 years, other works have emerged, however our understanding has not been drastically improved since JV’s early works. Results have also been obtained for pseudoplastic and viscoplastic fluids using the general Herschel-Bulkley constitutive model. The emphasis was on finding possible differences with LAT regarding the attachment and detachment points of the calendered sheet (hence the domain length), and the extent and shape of yielded/unyielded regions. The results showed that while the former is well predicted by LAT, the latter is grossly overpredicted. More results have been obtained for 3-D simulations, showing intricate patterns in the melt bank. Also, the transient problem has been solved using the ALE-FEM formulation for moving free-boundary problems. The results are compared with the previous simulations for the steady-state and show a good agreement. The transient simulations capture the movement of the upstream and downstream free surfaces, and also provide the attachment and detachment points, which are unknown a priori. Finding these still remains the prevailing challenge in the modeling of the calendering process. |
| Note de contenu : |
- MATHEMATICAL MODELING
- GOVERNING EQUATIONS (LAT) : Sheet thickness - Operating variables
- RESULTS AND DISCUSSION : Viscoplastic fluids - Time-dependent simulations |
| DOI : |
https://doi.org/10.1515/ipp-2021-4214 |
| En ligne : |
https://drive.google.com/file/d/1v_BYkY3dn_Pyy17u6SMSe9mtBAyzszgT/view?usp=shari [...] |
| Format de la ressource électronique : |
Pdf |
| Permalink : |
https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=37911 |
in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING > Vol. 37, N° 4 (2022) . - p. 341-356
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Ajouter le résultat dans votre panier Affiner la rechercheAnnular extrudate swell of a fluoropolymer melt in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING, Vol. XXVII, N° 5 (11/2012)
