Viscoelastic non-isothermal modeling of film extrusion process for membranes production including flow induced crystallization
Project goals
In order to optimize and develop new polymeric materials for producing energy storage membranes by extrusion technology, it is necessary to know their rheological behavior, especially during uniaxial and planar stretching. However, conventional rheology tools do not allow the flow behavior of polymers to be evaluated under the conditions typical for this process. The situation is further complicated by flow phenomena (such as flow-induced crystallization, neck-in and associated flow instabilities), which are not fully understood yet and significantly narrow the processing window. In order to understand the effect of molecular weight, molecular weight distribution, branching, rheology and process conditions on film crystallinity and flow stability, viscoelastic non-isothermal model (utilizing advanced constitutive equation, flow-induced crystallization, temperature, temperature gradient, melt entropy and heat transfer with the environment due to radiation, natural and forced convection) will be developed, validated and consequently used in combination with new experimental techniques.
Keywords
modelingnon-Newtonian flowinstabilityneck-inpolymer procesingextrusioncast filmrheologypolymer meltsviscoelasticityconstitutive equations
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202100005
Main participants
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně / Fakulta technologická
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
21-09174S
Alternative language
Project name in Czech
Viskoelastické neizotermální modelování procesu vytlačování polymerních fólií pro výrobu membrán zahrnující tokem indukovnou krystalizaci
Annotation in Czech
Pro optimalizaci a vývoj nových polymerních materiálů určených pro výrobu membrán pro skladování energie pomocí technologie vytlačování je nezbytné znát jejich reologické chování, a to zejména při jednoosém a planárním protahování. Konvenční reologická zařízení však neumožňují ohodnotit tokové chování polymerů za podmínek, které jsou pro tento proces typické, což významně znesnadňuje jejich optimalizaci a vývoj. Situaci dále komplikuje vznik tokových jevů (jako např. tokem indukovaná krystalizace, neck-in a související tokové nestability), které nejsou dosud zcela pochopeny a významně zužují zpracovatelské okno. S cílem porozumět vlivu molární hmotnosti, distribuce molárních hmotností, větvení, reologie a procesních podmínek na krystalinitu filmu a stabilitu toku bude (v kombinaci s novými experimentálními technikami) vyvinut, validován a následně použit viskoelastický neizotermální model zahrnující pokročilou konstituční rovnici, tokem indukovnou krystalizaci, teplotu, gradient teploty, entropii taveniny a sdílení tepla s okolím vlivem sálání, přirozené a nucené konvekce.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2021
Realization period - end
Dec 31, 2023
Project status
—
Latest support payment
Mar 6, 2023
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP24-GA0-GA-R
Data delivery date
May 21, 2024
Finance
Total approved costs
7,809 thou. CZK
Public financial support
7,809 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
7 809 CZK thou.
Public support
7 809 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Polymer science
Solution period
01. 01. 2021 - 31. 12. 2023