Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Malgré un usage répandu, la mise en œuvre de la polymérisation par micro-ondes dans les applications industrielles rencontre encore quelques difficultés. Cet article tente d’apporter une meilleure interprétation de ces difficultés. Il compare tout d’abord les modes de polymérisation avec le transfert de chaleur spécifique par micro-ondes. Puis les phénomènes physiques en jeu dans les procédés d’hystérésis diélectrique sont décrits. Sont ensuite abordés le rôle majeur des caractéristiques diélectriques des polymères, ainsi que la structure des applicateurs contribuant à la bonne interaction entre les ondes électromagnétiques et les matériaux polymères. Pour terminer, quelques applications industrielles déjà en phase de production sont présentées.
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Auteur(s)
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Henri JULLIEN : Chargé de Recherche au CNRS (Centre national de la recherche scientifique)
-
Michel DELMOTTE : Directeur de Recherche au CNRS (Centre national de la recherche scientifique)
INTRODUCTION
Le présent dossier, consacré à la polymérisation par micro-ondes, comprend quatre parties. La première et la seconde parties permettent de faire le point, l’une sur la comparaison entre les modes de polymérisation et la particularité de la polymérisation par micro-ondes et l’autre sur les bases physiques de ce mode de polymérisation. La troisième partie est beaucoup plus développée et comprend deux points complémentaires. Le premier traite des caractéristiques diélectriques des polymères, qui tiennent un rôle fondamental dans le transfert de l’énergie électrique et dont les évolutions en fonction de la température et de l’état de transformation des polymères sont particulièrement importantes ; le second concerne la mise en œuvre des moyens physiques, appelés principalement applicateurs, nécessaires à la bonne interaction entre les ondes électromagnétiques et les matériaux polymères. Un développement sur la mesure de la température sous champ électromagnétique complète cette troisième partie. La quatrième et dernière partie présente quelques applications industrielles et souligne les questions posées par cette technologie particulière.
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Conclusion4. Exemples d’applications industrielles
Le développement industriel de l’utilisation du chauffage par hystérésis diélectrique a été masqué et couvert par le développement de l’utilisation domestique des micro-ondes à partir des années 1950, en créant une très grande diversité des usages ou des situations où l’on a cru souhaitable de mettre en œuvre cette technologie . Le domaine de la polymérisation des matériaux composites a aussi été marqué par cette évolution.
La description des exemples d’applications industrielles qui sont présentés ici est limitée à deux objectifs :
-
concrétiser la pertinence des conditions d’utilisation du chauffage par hystérésis diélectrique en fonction des propriétés des matériaux et des paramètres des transformations visées ;
-
décrire des applications déjà en phase de production pour lesquelles les opérations de développement sont complètement terminées . Les deux exemples décrits iront de situations pour lesquelles la forme définitive des objets créés est de peu d’importance, vers la situation où la forme créée est celle d’un profilé à section constante éventuellement complexe.
Ainsi, les deux cas retenus sont ceux du préchauffage de résines thermodurcissables en fûts, avant leur mise en œuvre et du chauffage de cordons de collage ou d’étanchéité en PVC entre plusieurs pièces de forme globalement plane.
-
La mise en température des résines thermodurcissables, avant mélange avec les durcisseurs, ou des mélanges réactifs résine-durcisseur eux-mêmes préalablement préparés avant leur mise en œuvre, est toujours limitée par la thermodégradabilité propre des réactifs. Dans le cas d’un réchauffage par transfert thermique par échauffement de la paroi, il y a une limitation à la réduction de la durée de l’opération que l’on peut tenter par l’utilisation d’une température plus élevée. Cette température plus élevée en paroi peut conduire soit à la réticulation anticipée des résines en périphérie du contenant, soit à une prise en masse, surtout si la réaction de réticulation est exothermique. L’utilisation du chauffage par hystérésis diélectrique permet une élévation de la température...
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Exemples d’applications industrielles
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FONTANILLE (M.), VAIRON (J.-P.) - Polymérisation. - [AM 3 040] Traité Plastiques et Composites (1994).
-
(2) - GUYOT (A.) - Polymérisation. - [J 5 830] Traité Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique (2000).
-
(3) - HAMON (G.) - Liaisons hautes fréquences. - [E 6 230] Traité Le traitement du signal et ses applications (1998).
-
(4) - DUBOIS (J.-C.) - Propriétés diélectriques des plastiques. - [AM 3 140] Traité Plastiques et Composites (2001).
-
(5) - FOURNIE (R.), COELHO (R.) - Diélectriques. Bases théoriques. - [D 2 300] Traité Convertisseurs et machines électriques (2000).
-
(6) - CHEVALIER (Y.) - Essais dynamiques sur composites. Caractérisation aux hautes fréquences. - [AM 5 401]...
ANNEXES
• Journées de Caractérisation Micro-ondes et Matériaux (France. Tous les 2 ans). Institut Carnot XLIM (CNRS – Université de Limoges) https://jcmm2020.sciencesconf.org/
• Manifestations sur les polymères (Europe. Tous les mois) http://www.sfc.fr/selection.php?Domaine=20
HAUT DE PAGE2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
• Appareils pour l'étude et l'analyse diélectrique des matériaux polymères.
National Instruments http://www.ni.com/products
• Fours de polymérisation à micro-ondes
Lambda Technologies http://www.microcure.com...
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