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Interactively connecting our polymer production design

Description du projet

Combler le fossé entre la chimie des polymères et la fabrication

L’innovation dans la conception de polymères de haute qualité, efficaces et recyclables est freinée par des problèmes de consommation d’énergie, d’hétérogénéité des produits et de faible intégration entre la synthèse et la transformation. Aujourd’hui, le génie des réactions polymères et le traitement des polymères fonctionnent en grande partie de manière isolée, ce qui limite l’optimisation des performances. Financé par le CER, le projet POLY-DESIGN comblera cette lacune grâce à un outil de modélisation multi-échelle de nouvelle génération. En suivant les changements moléculaires et morphologiques à toutes les échelles de longueur, l’outil prédira les aspects du comportement des polymères, de la synthèse chimique à la mise en forme finale. Cela s’appliquera aux polymères linéaires, ramifiés, réticulés et mélangés. Globalement, POLY-DESIGN vise à fournir des polymères durables, économiques et de qualité supérieure. Cela va transformer la fabrication des polymères, tant de base que de haute technologie.

Objectif

A challenge in the polymer industry is the design of molecular and morphological properties along the whole production chain, minimizing energy consumption and product heterogeneity, and ensuring recyclability. Ideally, we need to track the compositional/topological variations and interactions of individual species during (i) synthesis, hence, the polymer reaction engineering (PRE) stage; and (ii) downstream final material shaping, hence, the polymer processing (PP) stage (e.g. (reactive) extrusion).

Today, the connection between the PRE and PP stage is weak and monodirectional, with only average, not distributed, ballpark PRE characteristics inputted in PP optimization. Both stages although share common bottlenecks such as micro-scale viscosity changes, meso-scale mixing limitations, and macro-scale concentration/temperature gradients.

POLY-DESIGN aims at next-generation polymer performance intensification and functionality design by a generic PRE-PP multi-scale modelling tool, tracking all changes at all length scales during synthesis and processing. This ambitious approach interactively connecting PRE and PP can tackle complex demanding products, and cost efficiently produced goods that will drive the commodity and high-tech polymer market.

A validated PRE multi-scale modelling tool is applied to access all distributed PRE characteristics, uniquely for (i) linear and branched/crosslinked (co)polymers; (i) lab and commercial polymers; and (iii) pure polymers and their blends. The polymer (blend) viscoelasticity is calculated with a multi-scale PP modelling tool at any PP shear rate and temperature for any set of PRE characteristics. In this way, an industrial PP unit can be designed from the chemical to the material level and reversely thanks to a flexible PRE-PP connection.

Demonstrator cases are included for more sustainable and higher quality manufacturing of virgin and recycled polymers, benefiting from design in the PRE or PP stage, or both.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2024-ADG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

UNIVERSITEIT GENT
Contribution nette de l'UE
€ 2 496 000,00
Adresse
SINT PIETERSNIEUWSTRAAT 25
9000 Gent
Belgique
Région
Vlaams Gewest Prov. Oost-Vlaanderen Arr. Gent
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée

Bénéficiaires (1)