Academic literature on the topic 'Mélanges de thermoplastiques'

La multitude des dispositifs communicants haute fréquence associée à l’avènement de l’électronique flexible ont suscité un intérêt croissant dans l’étude et le développement des polymères souples en tant que substrats légers et bas coût pour les antennes planaires. Néanmoins, les pertes diélectriques élevées des polymères simples limitent les performances finales de l’antenne. Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse est de développer des mélanges thermoplastiques styréniques souples en tant que substrats diélectriques pour des antennes planaires (patch) en bande X. L’intérêt principal des mélanges thermoplastiques réside dans la possibilité de moduler les caractéristiques diélectriques et mécaniques. Ainsi, le choix des formulations des mélanges thermoplastiques à base de copolymères styréniques, a été guidé par la recherche d’un compromis entre pertes diélectriques et souplesse. Pour ce nouveau type de substrat souple, une méthodologie de caractérisation diélectrique large bande a été adaptée afin d’étudier l’effet de la composition du mélange sur les propriétés diélectriques. Les faibles pertes des mélanges en bande X ont démontré leur potentialité pour les applications en micro-ondes. Conséquemment, un protocole de fabrication d’antenne planaire a été présenté et les performances de rayonnement des antennes intégrant les mélanges thermoplastiques les plus prometteurs ont été analysées et comparées à l’état de l’art
The multitude of communicating systems operating at high frequencies associated to the evolution of flexible electronics have increased the interest in developing and studying soft polymers as light and low cost dielectric substrates for patch antenna. Nevertheless, due to their high loss at high frequencies, simple polymers hinder the final performances of the antenna. Regarding to that aspect, the main objective of the PhD project is to develop soft styrenic thermoplastic blends as substrates for patch antenna in the X-band. The main interest of the blends is that the final properties such as the dielectric and the mechanical ones can be tuned. Hence, the choice of the formulations of the thermoplastic blends based on styrenic copolymers was driven by the quest of a compromise between dielectric loss and softness. For the new soft developed substrates, a broadband dielectric characterization methodology has been established. The influence of the blends composition on the dielectric properties has been studied. The dielectric characteristics of the thermoplastic blends proved their potential as substrates for antenna operating at microwave frequencies. Consequently, the antenna fabrication protocol has been presented and the performances of antennas based on different blends have been analyzed and compared to literature

Cette étude s'inscrit dans le cadre du recyclage de plastiques mélangés. La première partie bibliographique situe les différents paramètres, thermodynamiques et rhéologiques, qui conditionnent l'état de dispersion de mélanges de polymères et décrit les différents types de compatibilité possibles. Nous avons travaillé sur des mélanges binaires et ternaires de polyéthylène basse densité (LDPE), polystyrène (PS) et de polychlorure de vinyle (PVC) vierges mis en œuvre en extrudeuse bivis corotative ou au mélangeur interne. Ces mélanges sont compatibilisés soit avec des copolymères originaux synthétisés et caractérisés au laboratoire qui font l'objet de la deuxième partie, soit avec des copolymères commerciaux. La troisième partie traite de mélanges LDPE/PS du point de vue morphologique, rhéologique et des propriétés mécaniques. Nous montrons que lorsque les mélanges ne sont pas compatibilisés, c'est l'histoire thermomécanique qui prime sur l'état de dispersion, alors que lorsqu'ils sont compatibilisés, c'est la tension inter-faciale. De plus, nous avons pu séparer la notion de dispersion de celle d'amélioration des propriétés mécaniques. Cest la composition et les propriétés du copolymère ajouté qui donnent les tendances pour les modifications des propriétés mécaniques, parfois indépendamment des modifications morphologiques. Le cas des mélanges 50LDPFJ25PS/25PVC est abordé dans la dernière partie. La morphologie du mélange brut mis en œuvre en extrudeuse se situe à deux niveaux: le PS est sous forme d'une sous structure à l'intérieur du PVC, dans la matrice LDPE. L'ajout de deux ou trois copolymères adaptés à une interface modifie considérablement la morphologie du mélange initial
The background of this study is the recycling of wasted polymers in mix. The first bibliographic part introduces thermodynamic et rheological parameters, which control the state of dispersion of polymer blends, and describes the different ways of compatibility. We worked on binary and ternary blends of raw Low Density Polyethylene (LDPE), Polystyrene (PS) and Polyvinyl Chloride (PVC) prepared in a twin screw extruder or in an internal mixer. We improved the compatibility of these blends with the introduction of copolymers. Some of them are original and their synthesis and characterizations are described in the second part, the others are commercial ones. The third part deals with LDPE/PS blends from a morphological, a rheological and a mechanical point of view. We see that, when the blends are without additives, the thermomechanical history affects the state of dispersion, whereas when they are compatibilized, it's the inter-facial tension. We also show that there are not necessarily connections between the improvement of mechanical properties and dispersion. Composition and internal properties of copolymer added give the tendencies for the modifications of mechanical properties, sometimes without link with the morphology. We describe the case of 50LDPE/25PS/25PVC blends in the last part. The morphology of the neat blend at the exit of the twin screw extruder is at two levels: the PS is included as nodules in the PVC phases, within a LDPE matrix. Therefore by adding two or three copolymers adapted for a given interface we change totally the initial morphology

L'etude des melanges de polymeres pbt/ema/lcp autorenforces, destines a la realisation de cables a fibres optiques, a permis la realisation d'un composite thermoplastique dont les performances mecaniques et la stabilite dimensionnelle, sont equivalentes a celles des thermoplastiques renforces par des fibres de verre, mais sans risques d'abrasion prematuree des outillages de mise en forme. Le compound mis au point s'adresse en particulier au revetement de fibres optiques afin de preserver leurs proprietes optiques au moment de leur installation. La comprehension des parametres regissant la morphologie des melanges de polymeres a conduit a etudier les systemes binaires pbt/ema. Les proprietes de ces polymeres dans le le cadre d'une morphologie co-continue, presentent un interet dans le secteur automobile notamment pour la realisation de fils electriques a epaisseur d'isolant reduite. Par ailleurs, l'addition de noir de carbone dans la phase dispersee des melanges pbt/ema a permis la mise au point d'un materiau semi-conducteur utilise pour la fabrication de cables auto-regulants.

L'objectif de cette thèse est le développement de matériaux polymères injectables innovants issus de ressources renouvelables et répondant aux exigences techniques automobiles. Pour cela nous nous sommes intéressés à des mélanges de polymères modèles : le polyamide 12 et l'amidon plastifié. Nos travaux ont donc porté sur l'optimisation des propriétés de ces mélanges, via le contrôle de la morphologie. Ainsi deux stratégies ont été envisagées : la compatibilisation du mélange grâce à deux agents réactifs et la modification des paramètres de mise en œuvre. Ces deux stratégies se sont révélées être efficace pour l'amélioration des propriétés des mélanges. Enfin à partir de cette étude sur les polymères modèles, des matériaux issus de ressources renouvelables ont été formulés. De même une étape de compatibilisation à partir d'une résine époxy a été envisagée permettant au final d'obtenir des matériaux ayant des propriétés optimisées.

Les travaux de recherche présentés dans ce mémoire ont concerné dans une première partie l'étude de faisabilité et des conditions de mélangeage à l'état fondu dans une extrudeuse mono-vis des composants des mélanges binaires polyéthylène (PE) / polystyrène (PS) ; polymères thermoplastiques de grande diffusion parmi les plus utilisés dans l'industrie de transformation et composants majoritaires des déchets de matières plastiques. Dans une seconde partie, nous avons procédé à une étude comparative des propriétés des mélanges PE/PS élaborés à différentes compositions avec ou sans la présence d'un compatibilisant convenablement choisi et permettant une modification de la tension interfaciale. Nous avons donc cherché à établir la relation structure-propriétés et appréhender les meilleures conditions de mise en oeuvre de nos mélanges. Enfin, dans une troisième partie et dans le même ordre d'idée, des mélanges PE/PS pollués avec l'éthylène glycol et l'huile ont été étudiés après compatibilisation dans la persepective d'une valorisation éventuelle de ces polymères récupérés à partir des déchets solides
The aim of the thesis is to study the effect of formulation and processing on the recycling of PE and PS blends with and without model pollutants. The study has both a technological and scientific approach devoted to study the effect of different tools for blending on morphologies and properties. Virgin resins were used with and without model pollutants that were chosen basing on the problems of recycling in the car industry. The pollutants were the major component of antifreezes (monoethylene glycol) and an oil for engines (Total Activa 7000, 10W40). It appears that traces of ethylene glycol are not desirable when recycling blends of polyolefins. On the other hand, the oil strongly improves the resistance to impact and the properties of PE/PS blends by playing the role of a plasticizer

Nos travaux sont consacrés à la fabrication, à la mise en œuvre et aux caractérisations de mélanges de polymères thermoplastiques thermostables destinés à des applications aéronautiques hautes températures. Le Poly(éther cétone cétone) PEKK, polymère semi-cristallin, a été choisi pour sa température de transition vitreuse (Tg) et son point de fusion (Tf) élevés. Les polyimides amorphes utilisés pour leur Tg élevée, sont le Poly(éther imide) PEI et le (polyimide) PI. Le but de ces mélanges est d’augmenter la Tg du PEKK, sans augmenter sa température de fusion. Ces travaux ont abouti à la caractérisation thermique, mécanique et rhéologique de chacun des polymères purs ainsi qu’à la définition d’un protocole de fabrication des mélanges. Les propriétés des mélanges ont alors été caractérisées par analyses thermomécaniques, par balayage calorimétrique différentiel et par des essais de traction afin de faire ressortir les meilleurs candidats pour les applications visées. Les modèles empiriques classiques de variation de la Tg prennent en compte seulement la composition des mélanges. Dans ce travail, nous proposons de corriger ceux-ci par la prise en compte de la variation du taux de cristallinité qui influe sur la composition de la phase amorphe et ainsi permettre une prévision plus fine de ce paramètre. La tenue au vieillissement à court terme des différents polymères dans un fluide aéronautique a aussi été abordée, et a montré que le PEKK a un effet protecteur sur les mélanges
This PhD work presents the fabrication, processing and characterizations of thermoplastic thermostable polymer blends. It aims at finding new materials useable at high temperatures for aeronautical applications. Poly(ether ketone ketone), PEKK, a semi-crystalline polymer, has been chosen for its high glass transition temperature (Tg) and high melting point (Tf). Amorphous polyimides, that have been used for their high Tg, are Poly(ether imide), PEI, and Polyimide, PI. The aim of these blends is to increase the Tg of the PEKK without increasing its Tf. We have measured the thermal, mechanical and rheological properties of each neat polymer and the processing conditions of the blends have been defined. The properties of the blends have been characterized by thermomechanical analyses, differential scanning calorimetry and tensile tests to focus on the better candidates for the aimed applications. The classical empirical models of the Tg composition dependence take only into account the blends composition. We propose to correct them taking into account the crystallinity level, that affects the blends composition and predict a better prediction of the Tg . The short term ageing of these polymer blends specimens in a commonly used aeronautic fluid has also been studied, and showed the protection effect of the PEKK polymer in the blends

Cette étude décrit l’élaboration de nouveaux multifilaments textiles offrant un compromis ténacité/élasticité inédit. Ces multifilaments sont composés de mélanges de polymères immiscibles, soit PA66/élastomère soit PET/élastomère, compatibilisés tous les deux par des liquides ioniques. L’incorporation de 1%m de liquide ionique dans ces mélanges a permis de diminuer la tension interfaciale entre les polymères, permettant ainsi d’affiner les morphologies des mélanges binaires et d’améliorer les propriétés mécaniques. Cette compatibilisation a été réalisée sans augmentation de la viscosité des mélanges, critère indispensable pour conserver la filabilité des formulations. L’utilisation de liquide ionique a également permis de façonner la morphologie des mélanges en choisissant judicieusement le couple « cation/anion ». La nature du cation (phosphonium vs imidazolium) et de l’anion a été étudiée. Ainsi, des morphologies nodulaires, fibrillaires ou intermédiaires ont pu être obtenues avec des propriétés mécaniques différentes. De nombreuses formulations ont pu être filées, étirées, puis prototypées sous forme de tissus et cordages de tennis afin de tester l’apport élastique des élastomères. Les liquides ioniques capables de réagir chimiquement avec le thermoplastique ouvrent des perspectives intéressantes
This work highlights the role of ionic liquids (ILs) as compatibilizers in immiscible polymer blends to increase the springback of polyamide or polyester multiyarns due to the presence of elastomeric nodules. The influence of ionic liquid nature on the morphology of PA66/rubber and PET/rubber blends and on thermal, rheological and mechanical properties has been investigated. The incorporation of only 1 wt% of ionic liquids leads to a decrease of interfacial tension between the polymers. The morphology of blends can be tuned by the chemical nature of ionic liquids to reduce largely the nodule size of the dispersed phase and/or to generate fibrillar shape morphology. The reduction of particles size leads to an improvement of mechanical properties with an increase of elongation at break and the same stiffness. Moreover the incorporation of IL has no effect on the viscosity of blends. Several formulations could be spun and prototypes of fabric and tennis racket strings could be made with multiyarns

Les objectifs de cette thèse sont les suivants : 1. Améliorer les conditions de mise en œuvre du polystyrène syndiotactique (sPS) par un procédé réactif avec un solvant réactif de type époxy-amine ; 2. Créer de nouvelles morphologies dans ces mélanges en utilisant le paramètre "cristallisation" comme variable ; 3. Connaître les relations procédé - morphologie - propriétés mécaniques des mélanges réticulés. La première partie de ces travaux était la caractérisation des propriétés de phase et des propriétés cristallines des mélanges non-réticulés de sPS/époxyde. La deuxième partie a étudié la mise en œuvre et les propriétés des mélanges réticulés sPS/époxy-amine. Les morphologies des phases séparées dans les mélanges réticulés étaient générées par soit la séparation de phase induite par la réaction (RIPS) ou par la séparation de phase induite par la cristallisation (CIPS). La présence de 3% de sPS (morphologies RIPS) a augmentée la ténacité par un facteur de 2. 3
The objectives of this thesis were threefold: 1. To improve the processability of syndiotactic polystyrene (sPS) by reactive processing it with an epoxy-amine solvent system; 2. To generate new blend morphologies by using the crystallization of sPS as a variable parameter; 3. To establish the relationship: Processing – morphology –Mechanical properties of sPS-Epoxy thermoplastic thermoset polymer blends. The first part of this work consisted of the characterization of the crystalline and phase properties of uncured sPS epoxy blends. The second part dealt with the processing and properties of cured blends of sPS/epoxy-amine. The phase-separated morphologies in the cured blends were either generated by reaction induced phase separation (RIPS) or crystallization induced phase separation (CIPS). The presence of 3-wt % of sPS particles (RIPS morphology) was found to increase the fracture toughness of epoxy resin by a factor of 2. 3

L’originalité de cette étude consiste à confronter les caractéristiques structurales, morphologiques et rhéologiques de deux systèmes ternaires à morphologie nodulaire: l’un à matrice polyéthylène (PE) et l’autre à matrice polyamide (PA). La nanocharge utilisée est une montmorillonite modifiée (C30B) présentant une bonne affinité pour le FA. L’un des principaux résultats est que l’ajout de faibles fractions d’argile réduit considérablement la taille des nodules. Les mécanismes responsables de cette réduction de taille dépendent de la localisation de l’argile. L’argile localisée à l’interface favorise la formation d’une interphase. Dans ce cas, la réduction de la taille des nodules est attribuée à la suppression de la coalescence (effet stérique inter-nodulaire) combinée à une réduction de la tension interfaciale apparente. L’argile présente dans la matrice engendre une augmentation de la viscosité de cette dernière, favorisant la rupture des nodules. Elle génère aussi un effet barrière à la coalescence, amplifiant la réduction de la taille des nodules. Les propriétés viscoélastiques linéaires sont discutées en relation avec la structure et la morphologie. Le comportement rhéologique des systèmes ternaires à matrice PE est proche de celui du mélange PE/PA tandis que les systèmes à matrice FA suffisamment chargés ont un comportement comparable à celui d’un nanocomposite PA/C3OB. Pour de faibles taux de charge, nous avons aussi montré que l’utilisation d’un mélange maître lors de l’élaboration améliore le niveau d’intercalation et le degré d’exfoliation de l’argile, et modifie les différents mécanismes responsables de la réduction en taille des nodules
The originality of this study is to compare structural, morphological and rheological characteristics of two ternary blends having a nodular morphology: the first one, a polyethylene (PE) matrix blend and the other one, a polyamide (FA) matrix blend. The organoclay used is a modified montmorillonite (C30B) having a good affinity towards PA. One of the main results of this study is the drastic nodules size reduction by adding small fractions of organoclay. Mechanisms, responsible of this size reduction, depend on clay location. Clay localized at the interface favours the formation of an interphase. In this case, the nodule size reduction is attributed to the coalescence suppression (internodular steric repulsion) combined with the decrease of interfacial tension. The dispersion of clay in the matrix generates. An increase of the viscosity, favouring the mechanism of rupture of nodules. Moreover, the nodule size reduction is amplified by suppressing coalescence due to the dispersion of clay in the matrix. The linear viscoelastic properties are discussed in relation to structure and morphology. The rheological behaviour of PE matrix blends is closed to that of the PE/PA neat blend. On the other hand, PA matrix blend behaviour is comparable to that of PA/C30B nanocomposites. At low clay fractions, we also showed that the use of a PA/C30B masterbatch for the preparation of samples improves the level of intercalation and exfoliation degree of clay, so modifying mechanisms responsible of nodule size reduction

Notre objectif était de renforcer des réseaux époxy par des additifs thermoplastique initialement solubles dans le système réactif, démixant en cours de polycondensation, avec comme restriction préserver la continuité de la phase riche en thermodurcissable. Contrôler les morphologies finales et les propriétés mécaniques exige de contrôler la cinétique de polycondensation, la thermodynamique du mélange avant et en cours de réaction, et de comprendre les mécanismes de séparation de phase. En terme de renforcement, seul le développement de morphologies bicontinues ou inversées conduit à une augmentation significative de la ténacité. Dans le cas qui nous préoccupe de phase dispersée riche en thermoplastique, le taux de renforcement est quasiment nul du fait d'une très faible adhésion interfaciale. Pour résoudre ce problème de fragilité, nous avons adapté à nos mélanges le concept de compatibilisation par un copolymère tribloc
Our aim was to improve fracture toughness of brittle epoxy networks by using thermoplastic additives through the reaction-induced phase separation procedure. The main advantage of this procedure is the possibility of generating a variety of morphologies within the final material. However, the control of these morphologies and subsequent mechanical properties requires an effective control of every factor affecting the kinetic and the thermodynamic of the blend and the understanding of phase separation mechanisms. The fracture toughness was significantly improved only when bicontinuous or inverted structures were generated, resulting from the plastic drawning of the thermoplastic-rich phase. Alternatively, before phase inversion, no mechanical reinforcement was measured due to poor interfacial adhesion. The use of triblock copolymers was found to be a suitable way to improve fracture toughness of brittle thermoplastic/thermoset blends while maintaining a continuous thermoset phase