Se utilizó el software COMSOL para llevar a cabo un estudio sobre el mecanismo de formación de películas de solución de poli(alcohol vinílico) (PVA) durante la etapa de secado rápido, bajo la acción de múltiples campos físicos como el campo de aire, el campo de temperatura y el campo de concentración. Combinando la ley de Fick, la teoría del volumen libre y la teoría de Flory-Huggins, se estableció un modelo simplificado para la formación y el secado de películas delgadas en el acoplamiento de campos de flujo, transferencia de calor y transferencia de masa. Basado en datos experimentales de pesaje de secado de la solución de PVA bajo diferentes velocidades de aire (1,5 ~ 2,5 m/s), se corrigieron los coeficientes de transferencia de masa calculados por la teoría de la capa límite. Los resultados del estudio mostraron que la variación de la presión en la interfaz película-aire es muy pequeña, debido a un número de Péclet (Pe) elevado, el proceso de difusión de la solución de PVA en la etapa de secado rápido está principalmente gobernado por la convección. Los coeficientes corregidos de transferencia de masa son máximos a una velocidad de aire promedio (2,0 m/s), lo que indica una relación no lineal entre los coeficientes de transferencia de masa y la velocidad del aire, en relación con los múltiples campos físicos que afectan las propiedades de cristalización, transición vítrea y gelificación de la solución PVA, así como la heterogeneidad de la estructura y composición en la dirección del espesor. Los experimentos y la simulación numérica en este artículo revelan el mecanismo del impacto de múltiples campos físicos en la velocidad de secado de las soluciones de polímeros, y pueden proporcionar orientación teórica para la optimización de los parámetros del proceso de formación de películas de PVA por recubrimiento húmedo en la industria.

Películas de alcohol polivinílico; Recubrimiento húmedo; Mecanismo de secado de películas