Molecular Structure – Processing – Property Relationship in Polypropylene Foams Fabricated using Supercritical CO2
Notice bibliographique
Résumé
This thesis investigates the structure-process-property relationship in polypropylene (PP) foams prepared using supercritical carbon dioxide. It aims to bridge the gap in research linking foamability to upstream material properties without needing additional downstream processes, focusing on the low- and high-temperature regimes. Initial studies identified crystallization temperature and gas diffusivity as key factors in PP expansion. Building on this work, the thesis explores the foamability of linear and long-chain branched PP through measurable parameters obtained via fundamental characterization. The study confirms that the onset crystallization temperature (Tc-onset) is crucial at low temperatures, while identifying strain hardening ratio (SHR) as a reliable numerical indicator of high-temperature foaming performance. The research then systematically modifies PP’s molecular structure to tune Tc-onset and SHR, thereby controlling foaming behavior in different temperature regimes. In the low-temperature regime, the introduction of ethylene random comonomers to PP was investigated to tune Tc-onset and enhance foamability. The study showed that while a low Tc-onset is necessary for high expansion at low temperatures, it can delay cell stabilization at high temperatures, compromising its expansion. This finding highlighted the dynamics of the PP expansion profile when systematically varying Tc-onset while maintaining SHR similar. However, it is understood that Tc-onset evaluated under quiescent conditions may be irrelevant in a foaming context. Therefore, this thesis further explores the role of extensional flow-induced crystallization in PP expansion using a unique system. It was found that long-chain branched PP undergoes extensional flow-induced crystallization more intensely and at faster rates, emphasizing its importance in cell stabilization and its complementing relationship with SHR. For high-temperature foaming, ionic modification of PP was shown to present an alternate cost-effective route towards enhancing SHR and, thus, foamability compared to traditional long-chain branching. Finally, through a comprehensive statistical analysis, the research highlighted alternative material parameters that can be adjusted to improve the foamability of PP, while mapping the PP expansion profile according to regions dominated by specific parameters. This approach offers valuable guidelines for industrial product developers to tailor PP resins during development, thereby enhancing foaming performance without additional processing steps.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».