Dégradation thermique du polypropylène au cours du rotomoulage

Partie I. Simulation du transfert thermique

Thermal degradation kinetics of molten polypropylene in rotational moulding. Part I. Simulation of thermal transfer phenomena

¹ LIM (UMR-CNRS 8006), Arts et Métiers ParisTech, 151 boulevard de l'Hôpital, 75013 Paris, France
² MDC, 151 boulevard de l'hôpital, 75013 Paris, France
³ 151 boulevard de l'hôpital, 75013 Paris, France

Reçu : 6 Octobre 2008
Accepté : 8 Décembre 2008

Résumé

Le principal inconvénient du rotomoulage est un séjour prolongé (plusieurs dizaines de minutes) du polymère à l'état liquide à haute température. Pour éviter une dégradation thermique trop importante du polymère, il est nécessaire de définir, au préalable, une fenêtre de mise en œuvre. L'objectif de la présente publication est d'élaborer et de valider le premier étage du modèle cinétique de dégradation thermique qui permettra, ensuite, de définir certaines frontières importantes de cette fenêtre, comme le plafond de dégradation thermique. Cet étage est dérivé des mécanismes de transfert thermique se produisant au cours de l'opération de mise en œuvre, les changements de phase (fusion et cristallisation) étant simulés à l'aide de la méthode enthalpique. Il est validé pour trois conditions opératoires différentes dans le cas du polypropylène.

Abstract

The main drawback of rotational moulding is a long stay (several dozens of minutes) of polymer in its molten state at high temperature. To prevent any significant polymer thermal degradation, it is necessary to define, preliminary, the processing window. The aim of the present article is to elaborate and to check the validity of the first level of a thermal degradation kinetic model which will allow, in a next stage, to determine some important boundaries of the processing window, such as the thermal degradation threshold. This level is derived from the thermal transfer mechanisms occurring during the polymer processing, phase changes (melting and crystallisation) being simulated by the enthalpy method. Its validity is checked from three different processing conditions in the case of polypropylene.