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Pratique des procédés électromagnétiques
Polymérisation sous micro-ondes et hautes fréquences
AM3046 v1 Article de référence

Pratique des procédés électromagnétiques
Polymérisation sous micro-ondes et hautes fréquences

Auteur(s) : Henri JULLIEN, Michel DELMOTTE

Date de publication : 10 juil. 2006 | Read in English

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Présentation

1 - Polymérisations par voie thermique

  • 1.1 - Comparaison des modes de polymérisation
  • 1.2 - Transfert de chaleur d’origine thermique ou par micro-ondes
  • 1.3 - Échelles de temps

2 - Bases des procédés de l’hystérésis diélectrique

  • 2.1 - Interaction onde électromagnétique-matière condensée
  • 2.2 - Propagation électromagnétique en milieu guidé
  • 2.3 - Phénomènes thermiques liés aux procédés

3 - Pratique des procédés électromagnétiques

4 - Exemples d’applications industrielles

5 - Conclusion

Sommaire

Présentation

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)

  • 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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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-am3046

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3. Pratique des procédés électromagnétiques

3.1 Caractérisation diélectrique des matériaux

Les deux caractéristiques diélectriques εr et εr sont très dépendantes de la température, de la fréquence et de l’état physique des produits parce qu’elles sont représentatives des interactions électriques intermoléculaires ; leur connaissance est indispensable à la conception des procédés fondés sur cette interaction particulière onde électromagnétique-matière condensée. Les valeurs des deux caractéristiques diélectriques εr et εr peuvent être croissantes (cas de la plupart des solides) ou décroissantes (cas des milieux visqueux plus polaires) avec la température ou peuvent présenter un maximum. En conséquence, la mesure systématique des caractéristiques diélectriques doit être répétée tout au long de l’évolution de la température ou tout au long de la phase de transformation du produit . Les informations contenues dans les variations des caractéristiques ont souvent plus d’importance que les données chiffrées elles-mêmes.

Pour atteindre cette évolution en fonction de la température ou en fonction de la transformation du matériau, le dispositif expérimental (figure 1) proposé...

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Sommaire
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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]...

1 Événements

• 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 PAGE

2 Annuaire

HAUT DE PAGE

2.1 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

Elmetherm...

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