Un método bien conocido para fabricar materiales poliméricos es mezclar o mezclar múltiples polímeros. Para mezclas dispersas, dos polímeros líquidos no se mezclan bien entre sí, dando lugar a una microestructura denominada gota en matriz que es similar a las emulsiones de aceite y agua. Las propiedades del material de la mezcla de polímeros dependen de la microestructura final, por lo que las propiedades del material se pueden ajustar durante el historial de procesamiento. Sin embargo, La conexión concluyente de la microestructura final con la historia del procesamiento con modelos numéricos es un tema de investigación en curso. Por su Ph.D. investigar, Wing-Hin Wong amplió y mejoró los modelos numéricos existentes para describir mejor esta conexión.

Las mezclas de polímeros se utilizan ampliamente en la industria, ya que las propiedades de sus materiales se pueden ajustar con precisión para aplicaciones específicas. Un aspecto importante del control de estas propiedades del material es la microestructura o morfología de la mezcla de polímeros. Por ejemplo, Las microestructuras de gotitas en matriz se forman cuando la fracción en volumen de un fluido polimérico en la mezcla es suficientemente pequeña en comparación con el otro. Sin embargo, la microestructura final depende de los procesos utilizados para mezclar o mezclar los polímeros.

Gotitas y FEM

En realidad, las mezclas contienen una gran cantidad de gotitas. Los modelos computacionales pueden resultar útiles para comprender la microestructura subyacente, sin embargo, existe un tema de controversia. Computacionalmente no es práctico rastrear cada gota individual en un modelo de microestructura de gota en matriz.

Por su investigación, Wing-Hin Wong optó por rastrear grupos de gotas en lugar de gotas individuales, utilizando los enfoques existentes como base para este enfoque. Luego amplió el modelo existente para que pudieran aplicarse al estudio de situaciones de flujo complejas utilizadas en el procesamiento de mezclas como el flujo cortante, flujo de cilindro excéntrico, y Poiseuille flow. Además, el modelo también se adaptó para que pudiera usarse en un enfoque continuo del Método de Elementos Finitos (FEM).

El modelo también se utilizó para estudiar el desarrollo de la microestructura en una extrusora de doble tornillo, que se utiliza comúnmente como dispositivo de mezcla en la industria. En términos de predecir la relación entre la microestructura final y los flujos utilizados en el procesamiento de las mezclas de polímeros, los modelos desarrollados en esta investigación son bastante prometedores.