Bruno VERGNES

Dans tous les procédés, particulièrement les procédés d’extrusion, l’influence de la distribution des temps de séjour impacte la qualité du produit final. La mise au point de techniques de mesure appropriées, capables de fournir des données précises de manière rapide et sans perturber le procédé est donc crucial.

Mélanger des polymères et des charges revient le plus fréquemment à effectuer deux types d’opérations bien différentes : réduire la taille des entités à disperser et distribuer ces entités de façon homogène. Ces procédés impliquent la mise en œuvre d’écoulements complexes.

Découvrez les principaux outils de géométrie et de cinématique complexes permettant le mélange de plusieurs polymères ou d’un polymère avec des charges minérales ou des fibres de renfort. Ces opérations sont primordiales notamment dans la fabrication des nanocomposites.

Le procédé de transformation des matières plastiques le plus répandu reste la fabrication par extrusion. Le rôle d’une filière d'extrusion est de fournir à la sortie de l'outillage un produit de dimension donnée, parfaitement uniforme du point de vue des débits et des températures, et en absence totale d’hétérogénéité. Ces caractéristiques sont essentielles pour obtenir un produit de qualité lors des phases qui suivent l'extrusion (étirage, conformation, refroidissement...). L'écoulement dans une filière est avant tout un problème de distribution. La conception géométrique de cet outillage doit permettre d’aboutir à une distribution satisfaisante, et ceci sous des débits même élevés. Les progrès de la simulation numérique et le développement des outils informatiques permettent aujourd'hui d'aborder la conception des filières d'extrusion de manière rationnelle et performante.

Le compoundage est un traitement thermomécanique constituant une partie essentielle de l'industrie des polymères. Le couplage d’une extrudeuse bivis de petite taille avec un canal de recirculation permet de travailler sur de très petites quantités de matière avec des débits de quelques grammes par heure.

Les co-malaxeurs sont d’excellents outils de mélange, notamment dans le cas de polymères thermosensibles. Ces extrudeuses monovis dotées d’une cinématique et d’une géométrie très particulières permettent d’effectuer de nombreuses séparations et recombinaisons de flux, associées à des taux de cisaillement locaux importants.

L’extrusion bivis contrarotative se caractérise par la variété de configurations géométriques (vis interpénétrées ou non, à filets larges ou étroits, ajustées ou décalées). Les différents modes de fonctionnement de ce procédé de transformation des polymères s’adaptent à un grand nombre d’applications.

L’incorporation d’une petite quantité d’argile lamellaire dans les nanocomposites permet d’augmenter grandement leurs propriétés mécaniques, notamment leur rigidité. Les paramètres opératoires influencent considérablement l’état de dispersion des feuillets dans la matrice.