journal article·2016-07

Dual-scale modeling and simulation of film casting of isotactic polypropylene

Ying-Guo Zhou, Wen-Bin Wu, Jun Zou, Lih-Sheng Turng

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Abstract

This paper presents a dual-scale model, which couples the macroscopic flow field of the film-casting process and the microscopic crystallization behavior of the material. In this dual-scale model, the finite difference method is used to calculate the macroscopic flow field variables such as temperature, extensional rate, and draw tension, while the Monte Carlo method is employed to predict the evolution of the crystallinity and the development of the crystal morphology. The effect of draw ratio during film-casting on the morphology of isotactic polypropylene crystallization is investigated both experimentally and numerically. Based on the fairly good agreement between the experimental results and simulation predictions, we conclude that the dual-scale modeling and simulation presented in this paper can well predict the film-casting process and give users more detailed insight into the flow field and morphological evolution.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Polymer crystallization and properties · Rheology and Fluid Dynamics Studies · Injection Molding Process and Properties

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

School of Materials Science and Engineering, Jiangsu University of Science and Technology, Zhenjiang, Jiangsu, P. R. China

Polymer Engineering Center, Department of Mechanical Engineering, University of Wisconsin–Madison, Madison, USA

References (61)

Show source-provided references
1. 10.1201/978020391189110.1201/9780203911891 ↗
2. 10.1007/s00397-002-0247-x10.1007/s00397-002-0247-x ↗
3. 10.1126/science.114013210.1126/science.1140132 ↗
4. 10.1016/j.progpolymsci.2005.09.00110.1016/j.progpolymsci.2005.09.001 ↗
5. 10.1016/j.jnnfm.2005.02.00510.1016/j.jnnfm.2005.02.005 ↗
6. 10.1016/j.polymer.2005.06.07410.1016/j.polymer.2005.06.074 ↗
7. 10.1140/epje/i2004-10046-810.1140/epje/i2004-10046-8 ↗
8. 10.1007/s00397-006-0117-z10.1007/s00397-006-0117-z ↗
9. 10.1016/j.polymer.2007.06.00110.1016/j.polymer.2007.06.001 ↗
10. 10.1016/j.eurpolymj.2009.03.01110.1016/j.eurpolymj.2009.03.011 ↗
11. 10.3139/217.90026410.3139/217.900264 ↗
12. 10.1002/pen.76030060410.1002/pen.760300604 ↗
13. 10.1515/POLYENG.1991.10.1-3.15110.1515/POLYENG.1991.10.1-3.151 ↗
14. 10.3139/217.92033410.3139/217.920334 ↗
15. 10.1002/pen.1066110.1002/pen.10661 ↗
16. 10.1002/pen.1057710.1002/pen.10577 ↗
17. 10.1002/pen.76031020310.1002/pen.760310203 ↗
18. 10.1016/0377-0257(93)80062-G10.1016/0377-0257(93)80062-G ↗
19. Debbut B · ZAMP Sp Issue · 1995 · 46 · 679
20. 10.3139/217.155410.3139/217.1554 ↗
21. 10.1016/j.jnnfm.2008.01.00310.1016/j.jnnfm.2008.01.003 ↗
22. 10.1122/1.478891110.1122/1.4788911 ↗
23. 10.1007/s00397-013-0739-x10.1007/s00397-013-0739-x ↗
24. 10.3139/217.97037310.3139/217.970373 ↗
25. Jay F · Int J Forming Process · 1998 · 1 · 75
26. 10.1016/S0009-2509(01)00286-X10.1016/S0009-2509(01)00286-X ↗
27. 10.1007/s00397-003-0329-410.1007/s00397-003-0329-4 ↗
28. 10.1016/j.cep.2005.01.00910.1016/j.cep.2005.01.009 ↗
29. 10.1002/pen.2189110.1002/pen.21891 ↗
30. 10.1016/j.ijnonlinmec.2004.07.01210.1016/j.ijnonlinmec.2004.07.012 ↗
31. 10.1002/adfm.20100058910.1002/adfm.201000589 ↗
32. 10.1002/pen.2120210.1002/pen.21202 ↗
33. 10.1002/polb.2201310.1002/polb.22013 ↗
34. 10.1002/pen.2165110.1002/pen.21651 ↗
35. 10.1002/pen.1022810.1002/pen.10228 ↗
36. 10.1002/pen.1022910.1002/pen.10229 ↗
37. 10.1016/S0370-1573(02)00028-510.1016/S0370-1573(02)00028-5 ↗
38. Steinhauser MO · 2008
39. 10.1016/j.compscitech.2004.12.01610.1016/j.compscitech.2004.12.016 ↗
40. 10.1007/s10853-006-0210-910.1007/s10853-006-0210-9 ↗
41. 10.1016/j.polymer.2004.08.00910.1016/j.polymer.2004.08.009 ↗
42. 10.1016/j.jnnfm.2006.04.00910.1016/j.jnnfm.2006.04.009 ↗
43. 10.1016/j.ijsolstr.2006.06.01110.1016/j.ijsolstr.2006.06.011 ↗
44. 10.1016/j.porgcoat.2006.08.02810.1016/j.porgcoat.2006.08.028 ↗
45. 10.1080/0360255100366451110.1080/03602551003664511 ↗
46. 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2011.11.04610.1016/j.ijheatmasstransfer.2011.11.046 ↗
47. 10.1016/j.compositesa.2010.12.01310.1016/j.compositesa.2010.12.013 ↗
48. 10.1016/j.compositesa.2011.06.01210.1016/j.compositesa.2011.06.012 ↗
49. 10.1016/j.compositesa.2011.08.00810.1016/j.compositesa.2011.08.008 ↗
50. 10.1016/j.eurpolymj.2011.02.00510.1016/j.eurpolymj.2011.02.005 ↗
51. 10.1007/s13367-011-0008-410.1007/s13367-011-0008-4 ↗
52. 10.1007/s00033-013-0352-y10.1007/s00033-013-0352-y ↗
53. 10.3724/SP.J.1105.2008.0077110.3724/SP.J.1105.2008.00771 ↗
54. 10.1002/pen.1103910.1002/pen.11039 ↗
55. Coulson JM, Richardson JF. Fluid flow, heat transfer and mass transfer. Chemical engineering 1977; Vol. 1. New York: Pergamon Press, pp. 201–201.
56. 10.1016/j.progpolymsci.2006.05.00110.1016/j.progpolymsci.2006.05.001 ↗
57. 10.1016/S0032-3861(97)00071-210.1016/S0032-3861(97)00071-2 ↗
58. 10.1021/ma010275e10.1021/ma010275e ↗
59. 10.1002/pen.1160110.1002/pen.11601 ↗
60. 10.1016/j.carbon.2008.11.05310.1016/j.carbon.2008.11.053 ↗
61. 10.1177/87560879890050020310.1177/875608798900500203 ↗