Dissertations / Theses: 'Mélanges de thermoplastiques'

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Sghaier, Tessnim. "Mélanges thermoplastiques souples comme substrats d'antennes : formulations et caractérisations." Thesis, Nantes, 2019. http://www.theses.fr/2019NANT4084.

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Abstract:

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

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Frerejean, Valérie. "Mélanges de polymères thermoplastiques PE-PS-PVC : application au recyclage." Lyon, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAL0029.

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Abstract:

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

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Lagreve, Christian. "Renforcements des thermoplastiques : applications de mélanges de polymères en câblerie." Rennes 1, 1998. http://www.theses.fr/1998REN10023.

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Abstract:

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.

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Teyssandier, Fabien. "Formulation et morphologies de mélanges de polymères thermoplastiques à base d'amidon." Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00708484.

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Abstract:

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.

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Kallel-Kossentini, Tasnim. "Étude de mélanges PE/PS : contribution au recyclage." Lyon, INSA, 2003. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0050/these.pdf.

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Abstract:

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

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Dominguez, Sébastien. "Relation structure/propriétés de polymères et mélanges thermoplastiques thermostables - Applications Aéronautiques Hautes Températures." Thesis, Pau, 2013. http://www.theses.fr/2013PAUU3031/document.

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Abstract:

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

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Crohare, Adeline. "Mélanges de polymères thermoplastiques, compatibilisés par des liquides ioniques, pour le développement de multifilaments." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI029.

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Abstract:

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

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Schut, Jacobus Arno. "Mélanges du polystyrène syndiotactique et d'un système epoxy-amine thermodurcissable : élaboration et caractérisation." Lyon, INSA, 2003. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0101/these.pdf.

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Abstract:

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

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Ville, Julien. "Alliages de thermoplastiques immiscibles polyéthylènes-polyamide chargés de nanoparticules d'argile : relations structure, morphologie, rhéologie." Brest, 2009. http://www.theses.fr/2009BRES2001.

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Abstract:

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

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Girard-Reydet, Emmanuel. "Phénomène de séparation de phase induit par une réaction chimique dans des mélanges thermoplastique/polyépoxy : contrôle des morphologies et propriétés." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0108.

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Abstract:

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

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Fine, Thomas. "Etude du comportement de copolymères à blocs ABC en solvants réactifs : application à la compatibilisation de mélanges de polymères thermoplastique / thermodurcissable." Lyon, INSA, 2004. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2004ISAL0081/these.pdf.

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Abstract:

Dans le domaine des matériaux polymères, les propriétés tensio-actives des copolymères à blocs sont très souvent mises à profit pour compatibiliser deux polymères thermoplastiques immiscibles. Ce qui est moins répandu en revanche, c’est leur utilisation dans les mélanges de polymères thermoplastique/thermodurcissable (TP/TD), ce qui va représenter notre principal axe de recherche. Les structures biphasées des mélanges TP/TD sont créées lors de la polymérisation du solvant réactif qui provoque une séparation de phase du système initialement homogène. La particularité des copolymères à blocs ABC, sur lesquels sera centrée notre étude, est que chacun des blocs a une nature chimique différente. La complexité des systèmes nous a conduit dans un premier temps à étudier la thermodynamique de systèmes ternaires constitués de deux homopolymères et d’un prépolymère diépoxyde. Dans un second temps, nous nous sommes attaché à comprendre le comportement des copolymères à blocs ABC en solvant réactif. Nous avons ensuite étudié les systèmes TP/TD/copolymères en commençant par discuter de l’organisation des mélanges avant polymérisation, puis de l’évolution des morphologies pendant la polymérisation, pour enfin évaluer la ténacité de ces nouveaux matériaux compatibilisés
In the field of polymer blends, the emulsifying activity of the block copolymers are very often used to compatibilise two immiscible polymers. On the other hand, what is more unusual is their use in thermoplastic/thermoset (TP/TS) polymer blends, what will represent our major axe of research. In this type of blends, the two phases structure is created during the polymerization of the TS precursor, the increase of its molar mass inducing a phase separation of the initially miscible system. The block copolymers used in this study are ABC type, which means that each block has a different chemical nature. The choice of the two extrem block has been done in order to obtain their respective miscibility in the TS rich phase and the TP rich phase. The middle block is an elastomeric one in order to create the best mechanical enhancement of the blends. The complexity of the systems lead us, in a first time, to the study of the thermodynamic of ternary systems based on two homopolymers and a diepoxy prepolymer. In a second time, we have focused our work on the behavior of the ABC block copolymer in the reactive solvent, and in particular on the influence of the middle block on the order-disorder transition of the solutions. We have then study the TP/TS/block copolymers systems by first discussing the organisation of the blends before polymerisation, then the evolution of the morphology during polymerisation and finally to evaluate the mechanical strength of this new compatibilised materials

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Gallu, Raïssa. "Design de polyuréthanes thermoplastiques (TPU) et étude des morphologies multi-échelles de mélanges bitume / TPU." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSEI087.

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Abstract:

Des polyuréthanes thermoplastiques (TPU) contenant des segments rigides et segments souples d’architecture moléculaire variable sont synthétisés en deux étapes, dont la première fait intervenir un pré-polymère polyuréthane. La microstructure de ces polymères montre qu’une séparation de phases intervient entre segments souples et rigides selon la nature des segments utilisés. Les segments rigides peuvent s’organiser sous deux formes, l’une amorphe et l’autre organisée sous forme d’entités cristallines. La morphologie des TPU dépend de la structure chimique du segment rigide employé. L’incompatibilité entre segments souples et rigides a été mise en évidence à partir de l’analyse des paramètres de solubilité complétée des caractérisations à différentes échelles par des techniques de microscopie (électronique et AFM) et de diffusion des rayons X. Ces polyuréthanes thermoplastiques sont ensuite utilisés pour préparer des mélanges bitume –polymère. Les interactions entre segments du polymère et fractions du bitume sont étudiées en considérant les paramètres de solubilité de chacun d’eux et des mesures de gonflement afin de juger de la miscibilité entre les composés. Des huiles modèles sont employées dans le but de mimer certaines fractions huileuses du bitume, et les segments souples et rigides sont synthétisés séparément afin d’étudier les propriétés de chacune des phases en présence dans le mélange bitume – polymère. La morphologie multi-échelle des mélanges est étudiée en lien avec les propriétés rhéologiques et la structure du polymère utilisé. L’ajout de polymère dans le bitume permet de modifier les propriétés viscoélastiques du bitume au-delà de sa transition vitreuse grâce au gonflement sélectif du polymère par les fractions huileuses. Après avoir mis en évidence et analysé le gonflement sélectif grâce à la prise en considération des paramètres de solubilité et mesuré les tensions interfaciales, nous montrons que la présence d’une phase continue riche en polymère contenant des segments rigides semi-cristallins dans les mélanges conduit à retarder l’écoulement du matériau bitumineux à plus hautes températures. La composition en huile de cette phase riche en polymère dépendra de son affinité avec les fractions du bitume et donc de la structure chimique du polymère. De plus, la teneur du polymère en segments rigides semi-cristallins est aussi un levier permettant d’intervenir sur son affinité avec le bitume et par conséquent sur les propriétés rhéologiques du mélange bitume-polymère
Thermoplastic polyurethane (TPU) containing hard and soft segments with variable molecular architecture are synthesized in two steps, the first one including a polyurethane pre-polymer. The microstructure of theses polymers shows phase separation occurring between soft and hard segments according to the nature of the segments. Hard segments can organize under two forms, either amorphous or crystalline. The morphology of TPU depends on the chemical structure of the hard segment involved. Incompatibility between soft and hard segments was highlighted from solubility parameters analysis, complete with characterization at various scales with microscopy (electron and AFM) and X-ray scattering technics. Theses thermoplastic polyurethanes are used to prepare bitumen-polymer blends. Interactions between the polymer segments and bitumen fractions are studied, considering solubility parameters of each of them and swelling measurements in order to study miscibility between the compounds. Model oils are used in the aims of mimicking some oily fractions of bitumen, and soft and hard segments are separately synthesized to study properties of each phases in the bitumen-polymer mixture. Multi-scale morphology of the blends is studied in connection with rheological properties and structure of the used polymer. The addition of polymer in bitumen allows to modify viscoelastic properties of bitumen beyond its glass transition due to the selective swelling of the polymer by the oily fractions. Having highlighted and analyzed the selective swelling by considering solubility parameters and interfacial tension measurements, we show that the presence of a continuous polymer-rich phase containing semi-crystalline hard segments in the blends leads to delay the flow of the bituminous material at highest temperatures. The oil composition of this polymer-rich phase will depend on its affinity with the fractions of bitumen and thus on the chemical structure of the polymer. In addition, semi-crystalline hard segment content of the polymer is also a key parameter allowing to adjust its affinity with bitumen and consequently on rheological properties of the bitumen-polymer mixture

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Besson, François. "Mélanges de polymères thermoplastiques à matrice biosourcée : amélioration de la résistance au choc d'un dérivé cellulosique." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00971268.

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Abstract:

Cette thèse s'inscrit dans le contexte de la Chaire Industrielle Bioplastiques, financé par MINES ParisTech et cinq entreprises partenaires : Arkema, L'Oréal, Nestlé, PSA Peugeot-Citroën et Schneider Electric, qui vise à développer de nouveaux matériaux biosourcés durables. L'objectif global de la thèse est de trouver de nouvelles propriétés à une ancienne famille de plastiques biosourcés - les esters de cellulose - en les mélangeant avec une polyoléfine. Nous avons débuté l'étude par une étape de screening qui nous a permis de caractériser l'ester de cellulose retenu (acétobutyrate de cellulose ou CAB) et de définir l'objectif de la thèse : améliorer la résistance au choc du CAB en y ajoutant une phase polyoléfinique finement dispersée. Le CAB est, en effet, particulièrement fragile : sa résilience est inférieure à 2 kJ/m² lors d'un choc Charpy entaillé. Pour diminuer la taille de nodules de la phase dispersée et la distance qui les sépare, deux approches ont été utilisés. Premièrement, plusieurs mélanges de CAB et de polyéthylènes (PE) de densités différentes ont été préparés par mélangeur interne. Des compatibilisants maléisés ont été utilisés pour diminuer la tension interfaciale entre les phases. Les tailles des nodules, mesurées par microscopie électronique à balayage se sont classées suivant les rapports de viscosité et d'élasticité (PE/CAB), mesurés par rhéométrie dynamique. La résilience de ces mélanges a été augmentée par rapport au CAB mais n'a pas dépassé 6 kJ/m². Dans la seconde approche, des polyoléfines fonctionnalisées (maléisées) ont été utilisées comme unique phase dispersée. La fonctionnalité accrue a permis d'améliorer l'adhésion interfaciale. La taille des nodules et leur espacement ont été considérablement réduits. Les mélanges sélectionnés ont été préparés par extrusion bi-vis et les éprouvettes de résistance au choc ont été préparées par injection. Pour quelques formulations, une longueur moyenne de ligaments de matrice (séparant deux nodules voisins) particulièrement petite (0,1 µm) a permis d'atteindre la transition fragile-ductile du matériau et une résilience supérieure à 60 kJ/m².

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Constantin, François. "Mélanges Thermoplastique / Thermodurcissable à base d'époxy permettant la mise en oeuvre et la post-réticulation d'un poly(hydroxy-amino-éther)." Lyon, INSA, 2003. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0097/these.pdf.

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Abstract:

L’objectif de ce travail est l’étude du mélange d’un nouveau thermoplastique, un poly(hydroxy-amino-éther), nommé BLOX dans un système époxyde thermodurcissable à base de Diglycidyle éther de Bisphénol A, DGEBA. L’introduction de DGEBA au BLOX en extrudeuse présente un double avantage : - La processabilité du thermoplastique est favorisée du fait de la plus faible viscosité du mélange. Ces mélanges sont miscibles sur toute la gamme de concentration en BLOX, - Ils sont de plus réticulables en présence ou non de durcisseur par chauffage. Sans durcisseur, des réactions d’éthérification se produisent, conduisent au gel et à des échantillons miscibles. Lorsque les échantillons sont synthétisés en présence d’amine, les réactions des fins de chaînes époxy du BLOX sur le réseau époxyde en croissance conduisent également à des réseaux transparents. Les propriétés initiales des mélanges, finales des réseaux ainsi que les cinétiques de réticulation sont discutées en fonction du taux de thermoplastique et des applications visées
This work aims at studying Thermoplastic/DGEBA epoxy (Diglycidyl ether of Bipshenol-A) Thermoset blends based on a new poly(hydroxy-amino-ether), called BLOX. The introduction of the epoxy monomer in the thermoplastic thanks to an extruder has two main advantages. – The TP processability of is increased because the DGEBA/BLOX viscosity is lower than the TP one. Blends are miscible over the entire BLOX concentration. – They are post-crosslinkable when heating, with or without hardener. Without, etherification reactions appear and with hardeners, reactions of BLOX epoxy end-chains on the growing epoxy network lead to transparent samples. Initial properties of the blend and final ones of the network are discussed with the thermoplastic content and the industrial applications

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Ville, Julien. "Alliages de thermoplastiques immiscibles Polyéthylène/Polyamide chargés de nanoparticules d'argile : relations structure – morphologie – rhéologie." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00397353.

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Abstract:

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 PA.
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 PA suffisamment chargés ont un comportement comparable à celui d'un nanocomposite PA/C30B.
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.

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El, Hajj Sleiman Ghinwa. "Aptitude à la mise en oeuvre de thermoplastiques recyclés et de biopolymère : analyse thermorhéologique de mélanges PP/PE." Thesis, Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018NANT4029/document.

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Abstract:

Le présent travail analyse l’effet de la présence de polluants sur le comportement thermo-rhéologique des thermoplastiques recyclés pendant sa mise en oeuvre. Nous avons fait une série d’expériences d’écoulement en utilisant des polymères pollués modèles (mélanges de PP/PE dont on connait la concentration relative). La pression et la température au sein d’écoulement ont été mesurées à l’aide d’un dispositif expérimental développé dans le laboratoire. Les résultats montrent un effet plus visible sur la pression de la présence de PP dilué dans le PE que dans le cas de PE dilué dans le PP. Ces résultats ont été expliqués par les différentes morphologies établies dans l’écoulement. Des modèles numériques ont été développés afin de confirmer les hypothèses faites sur ces morphologies. Pour étudier la sensibilité des grandeurs mesurables, pression et température, vis-à-vis de la fraction volumique de PE, on a développé un modèle analytique. Ce modèle appelé Einstein power law Epl décrit de façon fiable l’évolution de la viscosité du mélange de PP/PE en fonction de la concentration de PE diluée. Concernant le mélange de PP/PE avec une concentration diluée de PP, on a trouvé que le modèle de Lees est le meilleur pour décrire la viscosité de ce mélange
This work deals with the effect of the presence of pollutants on the thermo-rheological behavior of recycled thermoplastics during process. We have realized multiple of experiments on models of recycled thermoplastics (mixtures of PP/PE knowing their relative concentrations). The pressure and the temperature within the flow were measured using a device that was developed in a previous work. The experimental results show an effect more visible on the measured pressure drops due to the dilute presence of PP in PE than that of the dilute presence of PE in PP. These observations can be explained by the different morphologies established in the flow. In order to confirm the hypotheses predicted on the morphologies of the mixtures, a finite element model was developed. To study the sensibility of the measureable parameters, pressure and temperature, with respect to the volume fraction of PE, we have developed an analytical model, Einstein power law, that describes the viscosity of the mixture of PP/PE with a dilute presence of PE. Concerning the mixture of PP/PE with a dilute presence of PP, we found that the Lees model is the best to describe the viscosity of such mixtures

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Lusinchi, Jean-Marie. "Optimisation des propriétés des mélanges de polyéthylène térephtalate avec les polyoléfines et le PVC." Montpellier 2, 1993. http://www.theses.fr/1993MON20192.

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Abstract:

Nous avons au cours de ce travail etudie les caracteristiques mecaniques des melanges de polyethylene terephtalate avec le polyethylene haute densite en utilisant diverses methodes de compatibilisation. D'autre part, nous avons mis au point une methode de traitement du melange de pvc et de polyethylene terephtalate sans tri prealable des constituants

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Duval, Thomas. "Développement de nouveaux alliages thermoplastiques pour l'aéronautique." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20254.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est de créer de nouveaux mélanges thermoplastiques présentant une processabilité accrue comparée à des matrices thermoplastiques hautes performances utilisées dans l'industrie aéronautique. Ces matériaux ont vocation à être intégrés en atmosphère avionique pressurisée. Afin de combler le cahier des charges imposé par le domaine aéronautique, le choix des matériaux s'est porté sur un mélange incompatible de polyétheréthercétone PEEK et de polymères à cristaux liquides LCP présentant une morphologie fibrillaire développée grâce à des conditions particulières d'écoulement lors de la mise en oeuvre.Dans un premier temps, les propriétés rhéologiques des matériaux sont caractérisées de manière à confirmer le respect des spécifications relatives à leur processabilité. La compréhension des phénomènes régissant la baisse de viscosité du mélange permet d'assurer la répétabilité et la reproductibilité des performances rhéologiques en vue d'un transfert industriel. L'étude se concentre ensuite sur les propriétés de cristallinité des mélanges, qui permettent de déterminer que la présence de deux matériaux semi-cristallins au sein d'une même structure ne perturbe pas leurs propriétés de cristallinité garantes de leurs performances thermomécaniques.Enfin, une campagne de caractérisation complète est effectuée afin de dresser une fiche matière et de la comparer aux spécifications exigées par l'industrie aéronautique
The aim of this thesis is to create new thermoplastic blends exhibiting improved processability incomparison with high performance aeronautical thermoplastics. These materials are dedicated tointegrating pressurized avionic structures.To reach the specific aeronautical specifications, an incompatible polymer blend made ofpolyetheretherketone PEEK and liquid crystalline polymers LCP is chosen. The particular flow conditionsset for the compounding ensure the blend a fibrillar morphology.First, the material rheological properties are characterized so as to confirm that the processabilityspecifications are met. The viscosity drop causes are explained and grant the maintaining of therheological performances in any processing configuration.The study then focuses on the blend crystallinity properties in order to determine whether two interlinkedsemi-crystalline structures do not impede the thermomechanical performances.At last, a characterization campaign is led to compare the blend performances with the demandedaeronautical specifications

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Karrad, Sahnoune. "Mélanges composites PEHD/PS/Talc : application au recyclage." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20036.

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Coulibaly, Mamadou. "Modélisation micromécanique et caractérisation expérimentale du comportement des matériaux hétérogènes élastoviscoplastiques : application à la valorisation des polymères recyclés." Thesis, Metz, 2008. http://www.theses.fr/2008METZ033S/document.

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Abstract:

Ce travail consiste à étudier le comportement mécanique des mélanges hétérogènes élastoviscoplastiques dans le but d une valorisation des matières plastiques recyclées. Par conséquent, notre étude porte sur l effet de la présence d impuretés ou de renforts sur le comportement mécanique des thermoplastiques de grande diffusion. Pour cela, une modélisation basée sur une approche micromécanique est menée sur ce type de matériaux. Toutefois, la complexité du comportement élastoviscoplastique qui est à l origine du caractère héréditaire du matériau et induit un couplage espace/temps, se traduit par la présence d interactions mécaniques différées que la transition d échelle doit s attacher à prendre en compte. Face à la lourdeur des approches de type héréditaire, on privilégie les approches à variables internes pour leur simplicité numérique. Dans ce cadre, ce travail a pour but de proposer une approche générale du problème de la transition d échelle. Il repose sur une nouvelle formulation intégrale du problème élémentaire d Eshelby. L étape d homogénéisation est ensuite effectuée suivant deux méthodes¡: l estimation de Mori-Tanaka et l approximation autocohérente. Les résultats obtenus sont présentés et comparés avec ceux d autres modèles et avec des résultats expérimentaux. Dans le cadre de la viscoélasticité linéaire, le modèle mis en œuvre dans cette étude conduit à la solution exacte se référant au modèle héréditaire de Rougier (transformée de Laplace-Carson). Dans domaine viscoélastique non-linéaire, et dans le but d une application au recyclage, une série d essais expérimentaux a été réalisée sur du polypropylène chargé de talc
This work relates to the modelling of mechanical behavior of elastoviscoplastic heterogeneous composites with the aim of an application to recycled polymers. Therefore, our study investigates the effect of the presence of impurities or strengthening agents on the mechanical behaviour of widely distributed thermoplastic polymers. In this way, a model based on a micromechanical approach is carried out on such materials. However, the complexity of elastoviscoplastic behaviour, that involves the hereditary type of material and induces a space/time coupling, is due to the presence of delayed mechanical interactions that scale transition should try to take into account. Considering the complexity of numerical implementation in hereditary approaches, internal variables approaches are privileged for their numerical simplicity. Within this framework, this development is intended to provide a general approach to the problem of scale transition. It relies on a new integral formulation of Eshelby inclusion problem. Then homogenization stage is carried out according to two methods : Mori-Tanaka estimate and self-consistent scheme. The results are presented and compared with those of other models and experimental results. The application to the case of linear viscoelasticity, the model used in this study led to the exact solution referring to Rougier hereditary model (Laplace-Carson Transform). In the non linear viscoelastic area, and with the aim of an application for recycling, a series of trials was conducted on polypropylene charged with talc

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Hernandez, Avila Marcelo. "Etude de mélanges ternaires epoxyde/PMMA/montmorillonite : élaboration, contrôle de la morphologie et des propriétés." Lyon, INSA, 2007. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2007ISAL0065/these.pdf.

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Abstract:

Des nanocomposites ternaires composés de PMMA/époxyde/argile ont été mis en oeuvre en combinant le phénomène de la séparation de phase du thermoplastique Poly (méthyle méthacrylate) en présence de l'argile Cloisite 30B dans une matrice thermodure époxyde-amine. Deux méthodologies ont été utilisées pour disperser l'argile : le procédé par mélange miscible et le procédé sonde à ultrasons en milieu solvanté. Les analyses par microscopie électronique à transmission (TEM) mettent en évidence la séparation de phase entre le PMMA et la matrice thermodure en révélant une morphologie nodulaire pour les deux méthodologies. Les particules d'argile ont été dispersées finement dans la matrice lorsque la sonde à ultrasons est utilisée, tandis que des agrégats d'argile avec des tailles micrométriques sont obtenus avec la méthodologie mélange miscible. Le suivi d'exfoliation a été étudié en utilisant la diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS) sur les sytèmes polymérisés et en cours de réaction. Pour les systèmes polymérisés une exfoliation des feluillets peut avoir lieu lorsque les agrégats ou même les agglomérats sont réduits sous la forme de petites particules composées de trois ou cinq feuillets. Pour les études in-situ de SAXS la distribution d'épaisseurs des entités diffusantes et l'évolution de cette distribution avec le temps de réaction ont été modélisées et quantifiées. L'effet de l'addition du thermoplatique et de l'argile accélère la réaction à cause de l'effet catalytique. La réactivité des différents systèmes a été étudiée et un modèle cinétique a été développé pour le système ternaire, à l'aide de l'étude préalable des systèmes binaires. Les propriétés mécaniques des différents composites ont été évaluées et discutées à l'aide de faciès des fractures obtenus par microscopie électronique à balayage. Il a été montré que la meilleure dispersion de particules d'argile ne conduit pas à la meilleure résistance à la propagation des fissures
PMMA-epoxy-clay ternary composites have been prepared combining the polymerization induced phase separation phenomenon with two dispersion processing methods: a melt-blending and an ultrasonic-blending with solvent. Transmission electron microscopy (TEM) analysis shows that phase separation between PMMA and epoxy network was obtained as spherical nodules in both processing methods. Organoclay particles were finely dispersed into thermosetting network and predominantly delaminated in ultrasonic-blending, whereas organoclays formed micrometer-sized aggregates in melt-blending. Exfoliation state has been investigated using Small Angle X-Ray scattering (SAXS) in cured systems and during reaction. For reacted systems, an exfoliation of platelets can occur through the de-aggregation of large agglomerates into smaller particles composed of a few platelets. For in-situ SAXS studies, the distribution of the thicknesses of diffusing entities and the evolution of this distribution with reaction time were followed. This technique has showed also that movements at a nanometer scale of clay tactoids are possible even after the gel point. The effect of thermoplastic PMMA and clay Cloisite 30B addition on the cure kinetics of an epoxy/amine thermosetting system was investigated using differential scanning calorimetry (DSC). It appeared that the addition of PMMA slow down the reaction up to the phase separation due to a dilution effect of the reactive species. In opposition, the presence of clay accelerates the reaction (probably due to a catalytic effect of some metal ions introduced with the clay) but it has no sensitive effect on the cloud point conversion in the presence of PMMA. The reactivity of different systems has been studied and one kinetic model has been developed for the ternary system with help of previous studies with binary systems. The mechanics properties of different composites have been evaluated and discussed with help of fracture surfaces obtained by scanning electron microscopy. It was showed that the best dispersion of surfaces of clay did not give the best resistance to fracture critical initiation

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Leprêtre-Dropsit, Sophie. "Mise en oeuvre et propriétés des mélanges PET/polyoléfines en vue du recyclage d'emballages." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10140/document.

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Abstract:

Le polyéthylène téréphtalate (PET) et les polyoléfines (PE, PP ... ) sont largement utilisés dans le secteur de l'emballage (bouteiIIes notamment) et génèrent un tlux de déchets important. Recycler ces thermoplastiques en évitant de coûteuses opérations de tri présente par conséquent un intérêt économique, mais aussi un challenge scientifique du fait de leur caractère immiscible et semi-cristallin. L'objectif de l'étude était d'élaborer des mélanges binaires (PET/PE, PET/PP) et ternaires (PET/PE/PP) fortement déséquilibrés (PET en phase majoritaire à 80-90% en poids), compatibilisés de manière à conserver des performances mécaniques satisfaisantes en traction, choc et ténacité. La compatibilisation des mélanges PET recyclé/polyoléfines par ajout d'EGMA (copolymère bloc éthylène-méthacrylate de glycidyle) engendre une diminution de la taille des nodules de la phase polyoléfine dispersée dans la matrice PET, ainsi qu'une amélioration des conditions interfaciales. Le comportement mécanique (traction, choc et ténacité) des mélanges tend vers celui du PET d'origine, dès lors que le diamètre moyen des inclusions de polyoléfine(s) reste inférieur à une valeur critique (3 µm). L'étude et la modélisation des cinétiques de cristallisation anisothermes des mélanges a montré également que l'EGMA et les polyoléfines jouent le rôle d'agent nucléant du PET et accélèrent ainsi la cristallisation (sans toutefois influencer le taux de cristallinité de manière significative). L'effet de la modification du processus de cristallisation sur les propriétés mécaniques des mélanges reste toutefois marginal au regard de celui des modifications morphologiques et interfaciales
Polyethylene terephthalate (PET) and polyolefins (PE, PP ... ) are widely used for packaging applications (e.g., bottles) and generate a significant amount of waste. Recycling such thermoplastic materials avoiding costly sorting operations presents an economic and a scientific challenge because they are immiscible and semi-crystaIIine polymers. The aim of the study is to process binary (PET/PE, PET/PP) and temary (PET/PE/PP) blends, strongly unbalanced (0-90% by weight of PET), and compatibilized to maintain satisfactory mechanical performances in traction, impact and toughness. The recycled PET/polyolefins blends compatibilization by adding EGMA (ethylene copolymer-glycidyl methacrylate) leads to a decrease of polyolefins droplets size dispersed in the PET matrix, as weil as an improvement of interfacial conditions. The mechanical behavior (traction, impact and toughness) of blends tends to the ones of PET, when the average diameter of polyolefin inclusions is below a critical value of 3 µm. The study and modelisation of nonisothermal crystallization kinetics of blends showed that EGMA and polyolefins play the role of a nucleating agent for the PET and accelerate the crystallization (without intluencing significantly the cristallinity rate). The mechanical properties of blends are more atfected by cristaIIization process modification than by morphological and interfacial changes

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Boyard, Nicolas. "Etude physico-chimique et structurale de la copolymérisation de mélanges à base de polyester insaturé modifiés par des additifs thermoplastiques de faible masse moléculaire." Orléans, 2003. http://www.theses.fr/2003ORLE2056.

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Abstract:

Le retrait engendré dans les matériaux composites polymères par la copolymérisation polyester insaturé/stynère est compensé par la création d'une porosité grâce à un additif thermoplastique (LPA). Un LPA de type polyester saturé de faible masse moléculaire améliore en plus l'état de surface. Ce travail s'est orienté vers la caractérisation (techniques AFM, MEB et MET) du matériau réticulé pour lequel on démontre l'influence de plusieurs paramètres expérimentaux sur la micro-texture (structure nodulaire co-continue poreuse). Les caractéristiques de la porosité (taille, taux, connectivité) ont été étudiées par des techniques de diffusion et d'analyse d'images MET. Les étapes de formation de cette micro-texture et de la porosité ont été déterminées. Une décomposition spinodale a été identifiée et une étude dilatométrique a permis d'élaborer un modèle décrivant le comportement macroscopique des systèmes. Il a été possible de découpler et de quantifier le retrait et la porosité créée.

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Luna, Carlos Juana. "Traitement sous rayonnement ionisant de mélanges de polysaccharides et d'additifs organiques." Lille 1, 2003. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2003/50376-2003-355.pdf.

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Abstract:

Des matériaux thermoplastiques sont obtenus par déstructuration et plastification de l'amidon à l'aide de composés de faible masse molaire. Suite à une étude préliminaire, nous avons retenu des plastifiants réactifs ( l'allylurée et l'allyloxypropanediol) qui peuvent être greffés sur l'amidon par traitement sous faisceau d'électrons pour empêcher l'évolution physique des melanges. L'étude de mélanges modèles a permis de mettre en évidence les réactions radiochimiques produites, notamment à l'aide de la spectrométrie de masse Maldi Tof. La spectroscopie de résonance magnétique nucléaire nous a permis de suivre la convertion en fonction de la dose d'irradiation, de la variation de la température et de la source d'irradiaiton. La diffraction de RX a confirmé l'amorphisation des mélanges et a permis de suivre l'évolution physique. La stabilité physique des matériaux irradiés a été mise en évidence par analyse thermomécanique.

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Labaume, Isabelle. "Morphologie et rhéologie de mélanges polyéthylène / polyamide comptabilisés ou chargés de nanoparticules d'argile : mise en évidence et comparaison des propriétés d'interphase." Brest, 2011. http://www.theses.fr/2011BRES2071.

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Abstract:

L'objectif est 1/ de contribuer à une meilleure caractérisation de l'interphase, de ses propriétés et de son influence sur la structure et le comportement rhéologique de mélanges polyéthylène/polyamide comptabilisés de manière organique ou par ajout de nano-argiles, 2/ de comparer les propriétés et les effets d'interphase des systèmes comptabilisés de manière organique à ceux des systèmes chargés de nanoparticules argileuses. Ces travaux ont été menés sur quatre couples de mélanges polyéthylène/polyamide, de rapport de viscosités différents, comptabilisés soit par un polyéthylène greffé anhydride maléique, soit chargés de nanoparticules d'argile. L'étude des propriétés d'interphase révèle que, pour les deux types de mélanges ternaires étudiés, les caractéristiques à l'échelle moléculaire du polyéthylène et du polyamide influencent significativement les propriétés viscoélastiques de l'interphase. Un des quatre couples polyéthylène/polyamide conduit à des systèmes ternaires chargés de nanoparticules d'argiles ou comptabilisés par voie chimique présentant des morphologies nodulaires identiques et un effet émulsifiant, autorisant la comparaison des deux types d'interphase. Les résultats montrent que l'interphase argile/polyamide intercalé a des propriétés dissipatives plus marquées que l'interphase obtenue à partir d'une comptabilisation organique. La modélisation des propriétés viscoélastiques des deux types de systèmes ternaires par le modèle de Palierne suggère l'existence de mécanismes de relaxation complexes au sein de ces interphases, impliquant des interactions spécifiques entre les trois composants de ces mélanges
The objective is 1/ to contribute to a better characterization of the interphase, of its properties and of its influence on the structure and rheological behaviour of polyethylene/polyamide blends compatibilized either chemically or physically by addition of nanoclays, 2/ to compare the properties and interphase effects of systems chemically compatibilized with those of systems filled with clay nanoparticles. These works have been performed on four different polyethylene-polyamyde blends, with various viscosity ratio, compatibilized either with a maleic anhydride grafted polyethylene or filled with clay nanoparticules. The study of interphase properties shows that, for the two types of ternary blends studied, the molecular characteristics of polyethylene and polyamide significantly influence the interphase viscoelastic properties. One of the four polyethylene/polyamide couples leads to ternary systems, filled with claynanoparticles or chemically compatibilized, which ewhibit both identical nodular morphology and emulsifying effect, allowing the comparison of the two types of interphase. The results show that the clay/intercalated polyamide interphase has dissipative properties which are more marked than the interphase obtained from a chemical compatibilization. The modeling of the viscoelastic properties of both types of ternary systems, using the Palierne model, suggests the existence of complex relaxation mechanisms within these interphases, involving specific interactions between the three componenets of these blends

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Beuguel, Quentin. "Systèmes multiphasiques à base de nanoparticules de talc synthétique : relations procédé - structure - rhéologie." Thesis, Brest, 2015. http://www.theses.fr/2015BRES0046/document.

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Abstract:

L’incorporation de nanoplaquettes d’argile dans une matrice ou un mélange de thermoplastiques s’avère prometteur pour en améliorer les propriétés d’usage. Récemment, un procédé de synthèse hydrothermale a permis d’obtenir un hydrogel chargé de nanoplaquettes de talc, ouvrant des perspectives d’élaboration de nanomatériaux à base de talc, potentiellement concurrents de ceux à base d’argile modifié. La grande quantité d’eau, introduite dans les appareils de mise en œuvre à l’état fondu, conduit à une perte de matière minérale importante et à l’agrégation partielle du talc. Ces contraintes rendent obligatoire l’utilisation de la mini-extrudeuse, de faible capacité, pour élaborer ces systèmes multiphasiques innovants, comme les nanocomposites polyamide/talc synthétique ou les mélanges polypropylène/polyamide (PP/PA) chargés de talc synthétique. Dans une phase polaire, le talc synthétique présente une structure constituée majoritairement de nanoparticules, mais aussi d’agrégats formés lors du malaxage. Il a été montré qu’une polarité accrue de la phase polyamide facilitait la nanodispersion du talc synthétique. Dans le cas des mélanges chargés, le talc synthétique est préférentiellement localisé dans les nodules de PA. Pour un polyamide peu polaire, l’effet émulsifiant est amplifié, ce qui s’explique par la rupture des nodules au niveau de zones peu cohésives PA/talc synthétique. D’autre part, l’augmentation de la viscosité de la matrice PP entraîne une localisation partielle du talc synthétique à l’interface matrice/nodules.Les relations structure-rhéologie des systèmes binaires et ternaires ont été discutées
Addition of clay nanoplatelets within a thermoplastic matrix or immiscible thermoplastic blend usually improves final properties of materials. Recently, a hydrogel containing talc nanoplatelets has been obtained from hydrothermal synthesis, opening possibilities of development of talc based nanomaterials, which could rival the nanocomposites based on organically modified clay.The presence of large amount of water in the mixing chamber leads to significant losses of inorganic matter and to the presence of a few synthetic talc aggregates. These observations require the use of a twin screw mini-extruder which is appropriate to the elaboration of innovative multiphase materials, such as the synthetic talc/polyamide nanocomposites or the synthetic talc/polyamide/polypropylene blends.The structure of nanocomposites based on synthetic talc is mainly composed of nanometric entities, but also of a few micrometric aggregates. It has been shown that an increase of the polarity of the polyamide favours the dispersion of synthetic talc at nanometric scale.In the case of filled blends, the synthetic talc particles are preferentially located within PA nodules. The reduction of nodule size is explained by the breakup of nodules, due to numerous cohesion defects between synthetic talc nanoparticles and polyamide dispersed phase. Moreover, increasing polypropylene matrix viscosity leads to a selective localization of the synthetic talc at the nodule/matrix interface.Relationships between structure and rheology of binary and ternary systems have been discussed

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Chavez, Garcia Maria Graciela. "Étude des mélanges co-continus d'acide polylactique et d'amidon thermoplastique (PLA/TPS)." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2013. http://hdl.handle.net/11143/6165.

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Abstract:

Les mélanges co-continus sont des mélanges polymériques où chaque composant se trouve dans une phase continue. Pour cette raison, les caractéristiques de chacun des composants se combinent et il en résulte un matériau avec une morphologie et des propriétés particulières. L'acide polylactique (PLA) et l'amidon thermoplastique (TPS) sont des biopolymères qui proviennent de ressources renouvelables et qui sont biodégradables. Dans ce projet, différents mélanges de PLA et TPS à une haute concentration de TPS ont été préparés dans une extrudeuse bi-vis afin de générer des structures co-continues. Grâce à la technique de lixiviation sélective, le TPS est enlevé pour créer une structure poreuse de PLA qui a pu être analysée au moyen de la microtomographie R-X et de la microscopie électronique à balayage MEB. L'analyse des images 2D et 3D confirme la présence de la structure co-continue dans les mélanges dont la concentration en TPS. se situe entre 66% et 80%. L'effet de deux plastifiants, le glycérol seul et le mélange de glycérol et de sorbitol, dans la formulation de TPS est étudié dans ce travail. De plus, nous avons évalué l'effet du PLA greffé à l'anhydride maléique (PLAg) en tant que compatibilisant. On a trouvé que la phase de TPS obtenue avec le glycérol est plus grande. L'effet de recuit sur la taille de phases est aussi analysé. Grâce aux mêmes techniques d'analyse, on a étudié l'effet du procédé de moulage par injection sur la morphologie. On a constaté que les pièces injectées présentent une microstructure hétérogène et différente entre la surface et le centre de la pièce. Près de la surface, une peau plus riche en PLA est présente et les phases de TPS y sont allongées sous forme de lamelles. Plus au centre de la pièce, une morphologie plus cellulaire est observée pour chaque phase continue. L'effet des formulations sur les propriétés mécaniques a aussi été étudié. Les pièces injectées dont la concentration de TPS est plus grande présentent une moindre résistance à la traction. La présence du compatibilisant dans la région co-continue affecte négativement cette résistance. En considérant que l'amidon est un biomatériau abondant, moins cher et plus rapidement biodégradable, son ajout dans le PLA présente l'avantage de réduire le coût tout en augmentant la vitesse de dégradation du PLA. De plus, une structure continue poreuse de PLA produit par la technique de lixiviation sélective a des applications potentielles soit comme matériau à dégradation rapide ou encore, une fois la phase TPS retirée, comme substrat à porosité ouverte pour la fabrication de membranes, de supports cellulaires ou de filtres.

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Torres, Nadia. "Etude de la valorisation du PET seul ou en mélange avec du PEHD par recyclage mécanique." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20022.

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Abstract:

Ce travail concerne la valorisation des dechets de pet provenant de bouteilles post-consommation. Ce polymere etant un thermoplastique, la valorisation par recyclage mecanique apparait comme une methode de choix pour le recycler. Nous avons donc etudie la valorisation matiere du pet seul ou melange a du pehd. La mise en uvre du pet regenere degrade les proprietes physico-chimiques du polymere, le rendant ininteressant, notamment au niveau des performances mecaniques. Nous avons donc modifie chimiquement ce polymere avec des agents de couplage (diisocyanates, bisoxazolines et diepoxydes). L'ajout de diisocyanate augmente la masse molaire, ralentit la cristallisation et restitue au pet regenere des proprietes mecaniques proches de celles du pet vierge. Le pet et le pehd etant immiscibles, nos travaux ont porte sur la compatibilisation des melanges pet/pehd par l'ajout de terpolymeres statistiques d'ethylene/acrylate d'ethyle/methacrylate de glycidyle ou de copolymeres de pehd greffe methacrylate de glycidyle prepares par extrusion reactive. De faibles teneurs en fonction reactives sont suffisantes et un groupement reactif inclus dans la chaine macromoleculaire est plus efficace qu'un groupement pendant pour compatibiliser ces melanges et ameliorer leurs proprietes mecaniques, notamment l'allongement a la rupture et la resistance au choc. Des essais industriels ont confirme qu'il est necessaire de modifier chimiquement le pet regenere avant sa mise en uvre ou d'introduire un emulsifiant dans les melanges pet/pehd. Une etape de compoundage n'est pas necessaire, le moulage par injection suffit.

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Deme, Florian. "Réalisation de mélanges farine plastifiée / polyester thermoplastique par extrusion bi-vis pour des applications films." Paris, ENMP, 2010. http://www.theses.fr/2010ENMP0053.

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Abstract:

Cette thèse s'inscrit dnas le projet CEREMAT et a pour ambition de développer de nouveaux matériaux biocomposites à base céréalière. Le consortium bâti autour de ce projet associe quatre partenaires académiques CEMEF, LPMM, LMI, ENSCCF et trois partenaires industriels ULlCE, BARBIER, BIOBASIC ENVIRONNEMENT. Le champ d'application du projet est centré sur les films souples, des films qui peuvent être utilisés aussi bien en agriculture, qu'en sacherie ou encore dans le secteur de l'emballage. Les travaux réalisées dans cette thèse concernaient l'étude du procédés de compoundage, pour diverses variétés de farines de maïs, avec différents taux de plastifiants. Les travaux réalisés ont démontré des différences notables selon les farines en fonction des taux d'amylose (molécule linéaire) et d'amylopectine (molécule hyperbranché) sur la propriétés thermiques et rhéologique des farines, changeant totalement leur aptitudes à la transformation. Les morphologies de mélanges réalisés sont aussi fortement dépendante, des variétés, des taux de plastifiants ainsi que énergie de mécanique spécifique appliquée pendant le mélange. Nous avons donc vu que par la modification de ces paramètres il était possible d'adapter les morphologies des mélange en fonction de l'application souhaitée. Ces mélanges ont été réalisés à l'echelle pilote, puis sur une ligne industrielle (200 kg/h). Les mélanges avec les morphologies les plus fines ont servit à fabriquer des films de 10µm d'épaisseur sur des lignes industrielles
This PhD thesis is part of the CEREMAT project, who aims to develop new, bio-based cereal materials. The consortium built around this project together four academic partners CEMEF, LPMM, LMI, and three industrial partners ENSCCF ULlCE, BARBER, Biobasic ENVIRONMENT. The scope of the project focuses on flexible films, films that can be used in agriculture (mulch films), tee-shirt bags or in the packaging sector. The work performed in this thesis involved the study of methods of compounding, for different varieties of maize flour, with different levels of plasticizers. The work showed significant differences depending on the flour or starch variety, based on the amylose (linear molecule) and amylopectin (hyperbranched molecule) content. In fact he amylose /amylopectin ration is completely changing the thermal, rheological properties of plasticized flour and consequently their processing skills. The morphologies of blends produced are also highly dependent on varieties, rates of plasticizers and specific mechanical energy applied during mixing. We have seen that by changing these parameters it was possible to adjust the blend's morphologies depending on the application aimed. These blends were made at pilot scale and on an industrial scale (200 kg per hour). Blend with finest morphologies have been used to make films about 10μm thickness on industrial production lines

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Meynié, Laure. "Evolution et contrôle de la morphologie d'un mélange thermoplastique / thermodurcissable polymérisé sous cisaillement." Lyon, INSA, 2003. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0066/these.pdf.

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Abstract:

Les mélanges de polymères, la modification et la combinaison de polymères existants représentent un secteur très actif de la recherche sur les polymères depuis ces dernières années. Cependant, il est nécessaire de bien comprendre les mécanismes de développement des morphologies de ces mélanges afin de produire des mélanges à propriétés spécifiques. Nous nous sommes intéressés au développement des morphologies d'un mélange réactif thermoplastique/thermodurcissable en statique (sans écoulement) et sous cisaillement (en écoulement). La matrice est un polymère thermoplastique (le polystyrène PS 1450N); dans laquelle est initialement soluble à haute température le prépolymère diépoxyde de type diglycidyl éther du bisphénol A (DGEBA) et la diamine 4,4' methylènebis(2,6 diéthylaniline) (MDEA). Nous avons montré que l'évolution du taux de conversion et de la température de transition vitreuse du mélange PS/DGEBA-MDEA (60/40) est indépendante du mode de suivi de la réaction de réticulation (statique ou dynamique). En revanche, les différences de morphologies sont nettes : particules sphériques de diamètre 3 ?m dans le premier cas, particules de forme irrégulière et de dimensions supérieures à 10 ?m dans le second cas. Les morphologies sont non seulement dépendantes du rapport de viscosité entre la matrice et la phase dispersée mais aussi de la gélification de la phase dispersée. Le processus classique de rupture/coalescence observé dans les mélanges de polymères immiscibles ne peut plus être appliqué à nos mélanges à partir d'une conversion critique. Forts de ces résultats, nous avons pu envisager l'amélioration des morphologies par l'utilisation de copolymères. Différents copolymères ont été étudiés. L'utilisation de copolymères à blocs miscibles avec le mélange et réactifs avec le réseau en formation nous a permis de diminuer considérablement, sous cisaillement, la taille des particules du mélange thermoplastique/thermodurcissable
The study concerns a thermoplastic / thermoset blend where the precursors of a network are initially solvent of the thermoplastic at the curing temperature. Then upon polymerisation, phase separation occurs. The blend becomes heterogeneous, composed of a thermoplastic rich phase and a dispersed thermoset rich phase. With a model blend, the reaction induced phase separation process has been realized first under quiescent conditions, and then under shear into an internal mixer. We have shown that despite the fact the kinetic of the epoxy-amine reaction and the thermodynamic of the phase separation process were identical, the morphologies obtained under static or dynamic conditions were drastically different. Whereas spherical particles (diameters mostly 3 micrometers) are obtained in the absence of flow, irregular particles and larger dimensions characterize the morphology under shear. It appear that the morphology is strongly dependent, not only on the evolution of the viscosity ration between the matrix and the dispersed phase, but also on the gelation of the dispersed phase. The classical deformation/coalescence behaviour is observed only before the gelation region. Then, around the gel point, the particles tend to agglomerate in an irreversible way. The relaxation of shape normally leading to spherical particles becomes impossible due to the increasing elasticity of the dispersed phase. After having shown that the importance of the coalescence and reactive agglomeration phenomena, in relation to the gel of the thermoset component were emphasized whether the morphology quality was ameliorated by the use of a copolymer. We manage to decrease the size of the dispersion of a thermoplastic / thermoset blend of which the dispersed phase cross links under shearing by the addition of a copolymer like what is done for thermoplastic polymer blends. However, the compatibilizer was effective only when it could react chemically with the network

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Joubert, Catherine. "Elaboration d'un matériau thermopastique élastomère vulcanisé dynamiquement (TPV) : étude des aspects de formulation et de mélange et des propriétés mécaniques résultantes." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. http://www.theses.fr/2001INPL086N.

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Abstract:

L'@objectif de cette thèse est d'étudier les conditions de mélange lors de l'élaboration d'un matériau thermoplastiquevulcanisé dynamiquement (TPV), à base d'une part de copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA) et d'autre part de polypropylène (PP), afin d'en améliorer ses propriétés finales. Différentes voies de réticulation de la phase EVA ont été étudiées: la voie radicalaire, la réaction d'échange ester 1 silane, le greffage radicalaire du silane sur l'EVA suivi, à plus haute température, de la réaction d'échange vinyle silane 1 acétate ou d'une condensation après hydrolyse des fonctions silanol. La modélisation de la déformation rémanente après compression (DRC), sur des EV A réticulés par ces différentes chimies, a permis de mieux comprendre le mécanisme de la reprise élastique au niveau moléculaire et de choisir la chimie de réticulation la plus adéquate. Les conditions de mélange (dispersion de réactifs) sont étudiées à l'aide d'un rhéoréacteur et d'un mélangeur interne. Ces études ont permis de montrer que la cinétique de réticulation de la phase élastomère dépendait étroitement de la qualité du mélange (micromélange). Par ailleurs, l'étude du rapport des viscosités de l'EVA et du PP, de la composition du mélange et de l'énergie de mélange a mis en évidence l'importance de la morphologie initiale EV A/PP sur le phénomène d'inversion de phase et la compétition entre le temps de macromélange et le temps de réaction. Ceci a permis d'optimiser la formulation adéquate en vue du contrôle de 1' élaboration du matériau. Généralement, ce type de matériau est plastifié par ajout d'une huile organique (phtalate ou naphtalénique). Fondée théoriquem~nt sur le concept du volume libre, une méthode rhéologique originale de la détermination du coefficient de diffusion de ce plastifiant dans 1' EVA a été développée. Enfin, afin d'améliorer la processabilité du matériau, ainsi que ses propriétés mécaniques d'allongement à la rupture et d'élasticité, un composé tiers, le Kraton®, a été ajouté à la formulation EV A/PP. Le matériau obtenu présente de bonnes propriétés de DRC (<55%) et d'allongement à la rupture (>200%)
The purpose of this thesis is to study the mixing conditions during the elaboration of a dynamically vulcanised thermoplastic material (TPV), containing on the one hand a copal ymer of ethylene and vinylacetate EV A and on the other hand polypropylene (PP), in arder to improve its final properties. Various chemical crosslinking routes of the EVA phase were studied : the radical way, the exchange reaction between acetate groups and silane groups, the radical grafting of vinylsilane groups onto EV A followed, at higher temperatures, by an ex change reaction between vinylsilane grafted groups and vinylacetate groups or a condensation after hydrolysis of silanol functions. The compression set modeling (CS) of EV A crosslinked through these different ways contributed to better understand the mechanism of the elastic recovery at a molecular leve! and to choose the most appropriate crosslinking route. Mixing conditions (dispersion of reagents) were studied in a rheoreactor and in an internai mixer. These studies allowed us to show that the crosslinking kinetics of the el as tomer phase depends close! y on the quality of the mixing (micromixing). In addition, the study of the viscosity ratio of EVA and PP, of the mixture composition and of the mixing energy stressed the importance of the initial EV A/PP morphology on the phase inversion phenomenon and the competition between macromixing and reaction times. This allowed us to optimize the appropriate formulation for a further material elaboration control. Generally, this type of material is plasticized by organic (phtalate or naphtalenic) oil addition. An original rheological method for the determination of the diffusion coefficient of this plasticizer in EV A has been developed, based on the free volume theory. Lastly, in arder to improve the material processability, as weil as to its mechanical properties (elasticity and deformation at break, a third component, the Kraton®, has been added to the EV A/PP formulation. The resulting material shows good properties for compression set (<55%) and for deformation at break (>200% )

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Primel, Antoine. "Étude du comportement d'un mélange de fluide supercritique et de polyuréthane thermoplastique pour une application de pièces automobiles." Thesis, Lorient, 2015. http://www.theses.fr/2015LORIS378.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est d’étudier le comportement d’un mélange de fluide supercritique(diazote ou dioxyde de carbone) et de polyuréthane thermoplastique àl’état fondu lors de la mise en œuvre de butée d’attaques d’amortisseurs par le procédé d’injection Mucell®. Dans un premier temps, l’état de l’art a été développé dans une synthèse bibliographique qui a permis de décrire les principaux phénomènes intervenants lors de la transformation d’un mélange de fluide supercritique et de polymère en mousse micro-cellulaire. Puis, une étude à l’échelle laboratoire a permis de caractériser et de modéliser le comportement d’un polyuréthane thermoplastique mis en contact avec un fluide supercritique et de déduire les caractéristiques et les comportements essentiels à la compréhension des différents phénomènes rencontrés dans le procédé de mise en œuvre (diffusion, solubilité, nucléation...). Enfin, la dernière partie de ces travaux concerne la mise en application des connaissances précédemment acquise sur les moyens industriels dans le but de d’analyser et de stabiliser le moussage micro-cellulaire généré
The aim of this thesis is to study the behavior of a supercritical fluid (nitrogen or carbon dioxide) and thermoplastic polyurethanemeltmix during the production of jounce bumpers by the MuCell® injection molding process. First of all, the state of the art was developed in a literature review which allowed to describe the main phenomena that occur during processing of a mixture of supercritical fluid and polymer in microcellular foam. Then, a study at the laboratory scale allowed to characterize and model the behavior of a thermoplastic polyurethane in contact with a supercritical fluid and deduct the characteristics and behaviors essential to the understanding of various phenomena encountered during the process(diffusion, solubility , nucleation...). Finally, the last part of this work concerns the implementation of previously acquired knowledge on industrial means in order to analyze and stabilize the generated microcellular foam

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Chabrat, Elodie. "Développement de nouvelles formulations d'agromatériaux thermoplastiques par mélange en extrudeur bivis de céréales et de polymères issus de ressources renouvelables." Thesis, Toulouse, INPT, 2012. http://www.theses.fr/2012INPT0036/document.

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Abstract:

Dans ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés au mélange de la farine de blé et du poly(acide lactique). La farine de blé, qui est composée principalement d'amidon, a été thermoplastifiée en extrudeur bivis par l'effet conjugué de la chaleur et du cisaillement en présence de plastifiants. Le poly(acide lactique) est, quant à lui, le polyester biodégradable le plus répandu à l'heure actuelle. Le mélange de ces deux phases est thermodynamiquement immiscible et peu compatible, différents leviers sont testés afin d'améliorer la qualité du mélange. Une première partie de ce travail repose sur la recherche de conditions optimales pour la transformation et le mélange des matières premières. L'extrusion bivis est utilisée à la fois pour plastifier l'amidon et pour assurer un bon mélange entre les phases. Le profil de vis et les différents équipements sont donc choisis en conséquence. Différents paramètres classiques de l'extrusion bivis sont étudiés : le profil de vis, le profil de température, le taux de remplissage… L'étude de la formulation, notamment des plastifiants utilisés pour la plastification de l'amidon mais également l'utilisation de compatibilisants pour améliorer l'interface amidon/PLA est traitée en deuxième partie. L'acide citrique est testé à la fois comme plastifiant et comme compatibilisant. Ces investigations nous ont permis de mettre au point différents grades intéressants répondant à des applications industrielles distinctes : injectabilité, souplesse, rigidité…
In this work, we have been interested in blending wheat flour and poly(lactic acid). Wheat flour, which is mainly constituted of starch, has been transformed with plasticizers in a twin-screw extruder with the effect of heat and shear. Poly(lactic acid) is the main biodegradable polyester in the world nowadays. These two phases are thermodynamically immiscible and not very compatible, different ways are tried to improve the blend quality. A first part of this work lies on the search of optimal conditions to transform and blend the raw materials. Twin-screw extrusion is used to pasticize starch and to ensure a good blending between the two phases. Screw design and different equipments have been chosen for this purpose. Classical twin-screw parameters have been studied: screw design, temperature profile, filling ratio… The study of the formulation, more particularly of plasticizers for starch plasticization but also of compatibilizers to improve starch/PLA interphase is tackled in a second part. Citric acid is tested as a plasticizer but also as a compatibilizer. These researches have allowed to develop interesting formulations for industrial applications: possibility of processing by injection-molding, flexibility, rigidity…

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Avril, Florence. "Développement de nouvelles formulations polymères thermoplastiques pour l’élaboration de multi-matériaux sandwich acier / polymère / acier." Thesis, Lyon 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LYO10324.

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Abstract:

L'objectif de notre travail de développer des multi-matériaux de type sandwich acier/polymère/acier destinés au secteur automobile en vue de l'allègement des structures. Ce nouveau matériau doit satisfaire plusieurs critères, à savoir: i) grande déformabilité à froid en vue de l'emboutissage, ii) tenue au fluage à haute température (T=200°C, étape de cataphorèse), iii) tenue en milieu agressif (chaud, humide, brouillard salin). De plus, l'adhésion polymère-métal doit être maîtrisée en vue d'éliminer les phénomènes de délamination lors de l'emboutissage des tôles. Ce sandwich doit être réalisable sur une ligne industrielle dont la température maximale de complexage est limitée à 200°C. Si une solution à chacun de ces points particuliers peut être facilement apportée, la réponse à l'ensemble de ces critères par une formulation unique est beaucoup plus complexe. Nous nous sommes focalisés sur une formulation permettant de répondre au critère de tenue au fluage pour des températures supérieures à 200°C mais dont l'adhésion à chaud sur le métal (étape de complexage sur la ligne industrielle) doit être à inférieure à cette même température de 200°C. Pour cela nous avons développé une formulation à base de polymères immiscibles polyamide 11/polyoléfine fonctionnalisée anhydride maléique compatibilisés in-situ. Nos travaux ont donc porté sur l'optimisation de cette formulation, via le contrôle de la morphologie en vue de l'élaboration d'un film ayant les caractéristiques d'un fluide polymère à contrainte seuil d'écoulement tout en ayant les propriétés d'adhésion adéquate
The aim of this work is to develop multimaterials such as steel/polymer/steel composites for weight savings in automotive industry. To fully take advantage of properties of both steel and polymer materials, adhesion steel-polymer must be well controlled. Moreover, the composite must be compatible with processing on the industrial line and last not least, the structure must be flow resistant during the cataphoresis step (Painting process at 200°C for 30 minutes). This last condition is essential and our work will focuse on the development of compatibilized polymers blend made of polyamide 11 and polyolefin grafted maleic anhydride with yield stress properties. We successfully optimize the formulation via morphological control in order to develop a yield stress fluid with good adhesive properties

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Belyamani, Imane. "Développement d'un matériau thermoplastique biodégradable et hydrosoluble à base d'une protéine du lait." Phd thesis, Université Jean Monnet - Saint-Etienne, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00702749.

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Abstract:

La biomasse représente l'une des principales alternatives à l'utilisation du pétrole dans la plasturgie. Grâce à leurs propriétés fonctionnelles, les caséinates sont une matière première prometteuse pour la fabrication de films plastiques pour des applications dans l'emballage biodégradable et hydrosoluble. La transformation du caséinate de sodium par les techniques habituellement utilisées dans la plasturgie a été démontrée. Des extrudats de caséinate plastifié au glycérol ont été obtenus au moyen d'une extrudeuse bi-vis corotative. La caractérisation physico-chimique du matériau obtenu a confirmé la thermostabilité de cette protéine et a montré la dépendance du comportement du matériau vis-à-vis de l'humidité ambiante. Pour une variation du taux d'Humidité Relative, de 40 à 90% et une augmentation de la concentration du glycérol, plastifiant hygroscopique, le matériau passe d'un état vitreux (rigide) à un état caoutchouteux (mou). Des films fins ont été ensuite réalisés, à partir des extrudats thermoplastiques, par extrusion gonflage. La perméabilité à la vapeur d'eau des films de caséinate de sodium a été étudiée et a montré que ces matériaux sont de mauvaises barrières à l'humidité. La deuxième partie a été consacré à l'étude de mélanges caséinate de sodium/caséinate de calcium d'un côté et caséinate de sodium/PBAT de l'autre. Le mélange des deux caséinates a permis d'augmenter la tenue mécanique du mélange, à partir de 50% de caséinate de calcium, et de retarder le transfert hydrique à travers le film. Dans le même sens, l'ajout du PBAT, a augmenté jusqu'à deux fois plus, le module d'Young des mélanges mais a baissé la résistance au transfert d'humidité du film à cause de l'incompatibilité des deux polymères.

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Levchenko, Volodymyr. "Morphologie et propriétés électrophysiques de nanocomposites à base de polymères thermoplastiques et de nanotubes de carbone." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00862137.

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Abstract:

La thèse détermine les principaux paramètres de la formation des structures de la phase conductrice de nanocomposites polymères chargés avec des nanotubes de carbone (NTC) ou des nanocharges combinées, pour étudier l'influence de la morphologie de la structure hétérogène du composite et l'interaction des nanocharges sur les propriétés électriques, thermophysiques et mécaniques des composites. Les trois types de systèmes polymères ont été étudiés, à savoir: 1) les systèmes ségrégés avec distribution ordonnée de nanocharges, 2) les mélanges polymère conducteur; 3) les composites avec des charges binaires où les nanotubes de carbone ont été combinés avec des composés organo-argileux modifiés (MOC) dans un cas et des nanoparticules métalliques d'autre part. Les résultats sur les composites polymères ségrégés chargés avec des NTC ont montré que dans de tels systèmes, la charge conductrice crée un réseau continu conducteur au sein de la matrice polymère. Cela conduit à un seuil de percolation ultra faible avec la valeur de φc~0,045vol.%. Il a été démontré que les systèmes conducteurs à base de mélanges de polymères ont un seuil de percolation inférieur en raison d'effet de double percolation. Il a été constaté que l'introduction simultanée de composés MOC et de NTC dans la matrice thermoplastique permet une meilleure répartition des nanotubes de carbone, ce qui empêche leur agrégation. Il en résulte une diminution du seuil de percolation des composites. Il a été démontré que la formation de la phase conductrice est plus efficace avec des charges mixtes CNT/nanométal en comparaison avec les charges individuelles

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Deleage, Fanny. "Formulations et modifications par extrusion réactive d'un mélange de polymères biodégradable et partiellement biosourcé." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSES030.

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Abstract:

Dans le domaine des plastiques biodégradables, les produits se doivent d’être de plus en plus compétitifs. Ces travaux, menés entre le laboratoire IMP@UJM et la société LCI ont eu pour objectif principal l’augmentation de la part en matières d’origines renouvelables dans le mélange de polymères biodégradable poly(butylène adipate-co-téréphtalate) (PBAT)/TPF (farine thermoplastique), sans diminuer ses propriétés mécaniques. Ce mélange est obtenu par extrusion en une seule étape, comprenant la plastification de la farine et le mélange avec le polyester. L’enjeu scientifique était donc en premier lieu de comprendre les relations entre la mise en oeuvre, l’établissement de la morphologie du mélange, la concentration en chacun des polymères et les propriétés mécaniques. Dans un second temps, ces résultats ont été exploités en vue de l’augmentation des propriétés mécaniques du mélange. L’influence de la concentration en TPF et du rapport de viscosité entre les phases a donc été mise en évidence sur toute la gamme de concentration, mettant en lumière l’importance de contrôler la tension interfaciale du mélange. Des mécanismes d’établissement de la morphologie et des interprétations quant à son effet sur les propriétés mécaniques du mélange sont proposés. L’étude d’une modification par extrusion réactive du PBAT est ensuite présentée. L’évolution de la structure du polyester est caractérisée par chromatographie d’exclusion stérique en fonction de différents paramètres, dont le temps de mélange. Enfin, différentes modifications du mélange PBAT/TPF sont testées. L’influence de la modification du PBAT, de la modification de la phase TPF ou de la modification de l’interface via des agents compatibilisants est étudiée sur les propriétés rhéologiques, morphologiques et mécaniques du mélange
Biodegradable plastics need to be more and more competitive. This work, conducted between IMP@UJM laboratory and LCI company had the main objective of increasing the content of renewable materials in the biodegradable blend of poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT)/ thermoplastic flour (TPF), without decreasing its mechanical properties. The blend was obtained by a single step extrusion, including flour thermoplastification and blending with the polyester. The scientific challenge was to understand the relationship between processing parameters, the morphology establishment, the concentration of each phase of the blend and its mechanical properties. Then, these results were exploited in order to increase the mechanical properties of the mixture. The influence of the concentration of TPF and the viscosity ratio between the phases was highlighted over the entire concentration range. This highlighted the importance of controlling the interfacial tension of the blend. Mechanisms of the morphology establishment were proposed, as well as interpretations about its effect on the mechanical properties of the blend. Then, a study of the PBAT modification by reactive extrusion was proposed. The evolution of the polyester structure was characterized by size exclusion chromatography, according to various parameters including the mixing time. Finally, various modifications of PBAT/TPF mixture were tested. Modifying the PBAT, the TPF phase or the interface via the compatibilizers were studied in order to tailor the rheological, morphological and mechanical properties

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Samuel, Cédric. "Apport de la farine de maïs plastifiée dans les mélanges à matrice polyester pour des applications films." Thesis, Saint-Etienne, 2011. http://www.theses.fr/2011STET4019/document.

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Ces travaux menés à l’IMP@UJM ont pour objectifs la réalisation de films minces alimentaires 100% compostables par extrusion gonflage, thermoformage et biétirage. Des mélanges à base de farine plastifiée et de polyesters compostables ont été étudiés. La farine peut être déstructurée par extrusion bivis en présence de glycérol de manière similaire à l’amidon. La farine thermoplastique, ainsi obtenue, présente toutefois des différences notables avec l’amidon mais ne répond toujours pas aux applications visées. Son mélange avec des matrices polyester (PBAT et PLA) dans un procédé d’extrusion bivis a été réalisé et les morphologies caractérisées. La dispersion de la farine thermoplastique dans le PBAT, de type goutte / matrice, a été mise en étroite relation avec leur comportement rhéologique. Les propriétés mécaniques à l’état solide résultantes de ces mélanges ont été discutées en terme de microstructures, déformabilité de la phase dispersée et de l’adhésion à l’interface. Avec des charges modèles mélangées dans le PBAT et des analyses microscopiques sous déformation, le comportement mécanique de la phase dispersée a été clarifié. A l’état fondu, ces mélanges proposent des propriétés intéressantes mais limitées par les modifications de la matrice lors de son mélange avec la farine. Des défauts inhérents à la farine plastifiée et aux mélanges de polymères non compatibilisés ont été identifiés et une chimie adaptée a été développée. La polymérisation par ouverture de cycle du triméthylène carbonate à partir de fonctions hydroxyle en présence de catalyseurs organiques ou amorceurs organométalliques montre des cinétiques de réaction intéressantes pour un procédé d’extrusion réactive. Des fonctions hydroxyle modèle d’environnement chimique et stérique proche de l’amidon ont été utilisées pour l’amorçage de la polymérisation et les résultats ont été transposés aux fonctions hydroxyle de l’amidon, en présence ou non de glycérol. Une modification chimique de la farine thermoplastique, par greffage d’un polycarbonate, a donc été réalisée en extrusion réactive couplée au mélange avec le PBAT. Les effets compatibilisants ont ensuite été discutés en terme de microstructures, de réactions chimiques à l’interface farine plastifiée / PBAT et de modifications de la matrice PBAT. Les propriétés mécaniques de ces mélanges à l’état solide et fondu montrent des effets liés à la modification de l’interface
Thin compostable films for extrusion blowing, thermoforming and biaxial stretching are in the scope of these works. Blend of thermoplastic flour and compostable polyesters are proposed and studied. Corn flour can be processed in a twin-screw extruder with glycerol in a similar way than starch. Thermoplastic flour shows some differences with starch but still cannot be used in thin film applications. Thermoplastic flour was blended in a melt state with a compostable polyester matrix, PBAT. Matrix / particle morphologies were achieved and linked with individual rheological behaviour. Good global mechanical properties results from these morphologies were discussed in terms of microstructures, dispersed phase deformation under stress and interface properties. Model particles blends with PBAT and microscopical investigations confirmed the mechanical behavior of the dispersed phase. These blends still suffer from inherent problems concerning thermoplastic flour and uncompatibilized blends. A suitable chemistry was developed to overcome these defects based on monomer polymerization from starch. Ring opening polymerization of trimethylene carbonate in presence of hydroxyl functions and organic catalyst or organometallic initiators displays interesting reaction rates for a reactive extrusion process. Model co-initiators with chemical and sterical environments close to starch were used and transposed. Thermoplastic flour modification by polycarbonate grafting was achieved in a reactive extrusion process coupled with his blending in a melt state with PBAT matrix. Compatibilization effects were discussed in terms of microstructures, interface reactions and matrix modifications. Interface modifications were evidenced on mechanical properties of these blends

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Pierrot, François. "Polymérisation in-situ en milieu fondu et sous écoulement élongationnel pour l'élaboration de nouveaux matériaux." Thesis, Strasbourg, 2018. http://www.theses.fr/2018STRAE011/document.

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Abstract:

Dans ce travail de thèse, des mélanges réactifs de polymères thermoplastiques immiscibles PMMA,PE et PS ont été réalisés dans un mélangeur (RMX®) qui génère principalement des écoulements élongationnels connus pour leurs pouvoirs distributifs et dispersifs même lorsque les composants ont une différence de viscosité importante. La polymérisation in-situ du styrène a été conduite par auto-polymérisation thermique et grâce à des amorceurs radicalaires. Différentes méthodes de préparations et paramètres de mélanges ont été testés puis évalués par l’analyse d’images de microscopie électronique. Les plus petits nodules de PS que nous avons obtenus ont un rayon moyen de l’ordre de 50 nm. Des mélanges binaires 90/10 à base de PS ou PE et d’un thermodur polyépoxyde (MDEA/DGEBA) ont également été réalisés. Les nodules sphériques les plus petits que nous avons obtenus ont un rayon moyen de l’ordre de 65 nm
In this work, binary and ternary reactive blends based on immiscible thermoplastic polymers PMMA,PE and PS were realized. The in-situ polymerization of the styrene, precursor of PS, was led by thermal self-polymerization or still thanks to radical initiator. Blends were realized in a mixer named RMX who generates mainly extensional flows known for their distributive and dispersive skill even if components have an important viscosity difference. Various methods of preparation and parameters of mixtures were tested. Morphology was evaluated by the analysis of electronic microscopy images.The average radiuses of the dispersed PS phase were compared with those observed in the literature. The smallest that we obtained have an average radius of 50 nm. Binary mixtures 90/10 %m with PS or PE and with a thermodur polyepoxide (MDEA/DGEBA) were also realized. The smallest spherical nodules that we obtained have an average radius of the order of 65 nm

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Paris, Christophe. "Étude et modélisation de la polymérisation dynamique de composites à matrice thermodurcissable." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2011. http://oatao.univ-toulouse.fr/6966/1/paris_partie_1_sur_2.pdf.

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Abstract:

La cuisson rapide de préimprégnés est une problématique d'actualité qui sous entend les nécessités de rentabilité dans l'industrie aéronautique. Cette étape est basée sur la maîtrise du degré d'avancement de réaction du système thermodurcissable au cours du cycle qui régit l'ensemble des propriétés finales des pièces composites. La caractérisation et la modélisation cinétique du préimprégné aéronautique M21/T700 sont réalisées en vue d'appliquer des dynamiques de mise en oeuvre rapides applicables sur une installation de thermocompression dotée d'un moule chaué par induction de technologie Cage System de Roctool. La construction de diagrammes Temps Température Transformation et la réalisation d'un couplage thermo-cinétique par éléments finis permettent de proposer des cycles optimisés d'une durée de moins de 2 heures (au lieu de 4h30 en cuisson autoclave), en préservant la présence de particules de thermoplastiques dans la matrice. L'étude des propriétés des plaques fabriquées montre des résultats comparables à ceux obtenus pour des pièces mises en oeuvre lors de cycles standards de fabrication à l'aide du procédé autoclave.

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Signoret, Charles. "Valorisation de Matières Premières Secondaires (MPS) thermoplastiques en mélange issues de tri spectroscopique en ligne - Projet Mélanie MIR spectral characterization of plastic to enable discrimination in an industrial recycling context: I. Specific case of styrenic polymers MIR spectral characterization of plastic to enable discrimination in an industrial recycling context: II. Specific case of polyolefins." Thesis, IMT Mines Alès, 2019. http://www.theses.fr/2019EMAL0005.

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Abstract:

Les travaux de thèse présentés ici ont pour contexte le recyclage mécanique de polymères issus de DEEE (Déchets d’Equipements Electriques et Electroniques), principalement représentés par les styréniques (HIPS et ABS). Une première partie s’est intéressée à la discrimination de polymères par spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier (IRTF ou FTIR), l’équivalent statique du MIR-HSI (Imagerie Hyperspectrale en Moyen-Infrarouge) qui pourrait être une réponse au verrou technologique du tri des plastiques sombres. Une quarantaine de références vierges de polymères (certaines vieillies en laboratoire), de charges minérales et de retardateurs de flamme ont été comparés à des gisements réels de DEEE pour établir une méthodologie d’identification, souligner des confusions possibles et mettre en valeur des signaux clefs.La recyclabilité d’ABS et d’HIPS a également été étudiée en reextrudant des échantillons modèles vieillis en conditions naturelles et artificielles à différentes durées. De fortes colorations suivies par photométrie, exclusivement des matières préalablement photooxydées, ont montré une importante réactivité en extrusion des espères formées lors du vieillissement. Les propriétés mécaniques, notamment statique en traction simple, dynamique en choc instrumenté mais également des essais rhéologiques en fondu ont, pour certains illustré la combinaison des deux phénomènes de dégradation.Le dernier aspect de ces travaux a concerné la gestion d’impuretés PP résiduelles au sein d’ABS après tri industriel imparfait. Sur des systèmes modèles, il a été constaté que les propriétés à l’impact commençaient à chuter dès 2% d’impuretés pour atteindre un minimum dès 4%. Des essais de compatibilisation ont permis de sélectionner le PP-g-MA et le SEBS comme agents de compatibilisation intéressants. Une modélisation prédictive des comportements jusqu’à rupture en statique basée sur des analyses morphologiques des mélanges de polymères (MEB et AFM) et des essais de traction instrumentés photomécaniquement a permis d’analyser la sensibilité des propriétés à rupture à la distribution des tailles de nodules de PP inhérente à l’emploi d’un compatibilisant
PhD works presented here were performed within the context of mechanical recycling of polymers recovered from WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment), mainly represented by styrenic polymers (HIPS and ABS). A first part focused on polymer discrimination thanks to Fourier-Transform Infrared spectroscopy (FTIR), the static equivalent of MIR-HSI (Mid-Infrared Hyperspectral Imagery) which could represent an answer to the technological obstacle of dark colored plastics sorting. About forty references of virgin polymers (some of them aged in laboratory), mineral fillers and flame retardants were compared to real WEEE waste stocks to establish an identification methodology, to highlight possible confusions and emphasize key signals.Recyclability of ABS and HIPS was studied by extruding model samples aged in both natural and artificial conditions at different durations. Strong discolorations monitored by photometry, exclusively for previously photooxydized materials, showed a strong reactivity during extrusion from species formed during ageing. Mechanical properties, including static ones through tensile tests, dynamic ones in instrumented impact and melted state rheology, showed, for some of them, an interaction between the two degradation phenomena.The last aspect of these works concerned the management of post-sorting residual PP impurities within ABS. With model systems, it was observed that impact properties began to fall at 2w% of impurities to reach a minimum at 4w%. Compatibilization trials lead to the selection of PP-g-MA and SEBS as interesting compatibilizers. Predictive modeling of static behavior towards failure, based on morphological analysis of polymer blends (SEM and AFM) and photomecanically instrumented tensile tests, highlighted the sensitivity of break properties to the distribution of PP nodules sizes under the influence of a compatibilize

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Rosetti, Yann. "Multiscale morphologies of epoxy-based composite matrices from combination of TP-tougheners." Thesis, Lyon, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAL0140.

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Abstract:

Les composites stratifiés à matrice organique thermodurcissable (TD) et renforts fibreux continus se sont progressivement imposés dans le monde de l’aéronautique depuis bientôt 50 ans. Ces matériaux, malgré de nombreux avantages ayant permis de remplacer les alliages métalliques précédemment utilisés, ont néanmoins un point faible majeur, à savoir une tolérance aux dommages limitée. De nombreuses solutions de renforcement ont vu le jour, dont l’ajout de polymères thermoplastiques (TP) présentant une ductilité supérieure à la matrice TD. Les travaux réalisés concernent une matrice représentative de composites stratifiés employés aujourd’hui. Elle est constituée d’un système époxy-amine menant à un réseau de haute Tg, ainsi que deux TP utilisés comme agents renforçants : un polyéthersulfone (PES) initialement soluble dans le système, et un polyamide (PA) sous forme de microparticules préformées. Un état de l’art sur les mélanges TD/TP cristallins et l’utilisation de TP comme agents renforçants dans les composites stratifiés est présenté en préambule des résultats expérimentaux. L’étude s’est focalisée sur le comportement de ces deux TP vis-à-vis du réseau époxy-amine en construction lors de la polymérisation. L’intérêt porte sur la compréhension des phénomènes reliant les différents composants du mélange entre eux. Dans un premier temps, le comportement du PES dans le système époxy-amine est étudié en fonction des conditions de polymérisation, à savoir le cycle de température appliqué. Le phénomène de séparation de phase induite par polymérisation (RIPS) ayant lieu étant en compétition avec la gélification du réseau TS, et ces deux phénomènes étant liés à la température, différents types de morphologie ont pu être obtenus. L’approche concernant le PA est différente. En effet, ce polymère initialement insoluble dans le système époxy-amine peut être compatibilisé après avoir réagi avec les monomères époxy. De plus, l’affinité physique entre le PA et le durcisseur aminé employé entraîne une modification du comportement du PA à la fusion. Des systèmes binaires modèles époxy-PA et amine-PA ont donc été étudiés pour bien découpler et comprendre toutes ces interactions. Enfin, les morphologies et propriétés résultantes du système époxy-amine modifié simultanément avec le PES et le PA ont été suivies et contrôlées grâce à un choix pertinent de différents cycles de polymérisation. La compréhension du développement d’un mélange si complexe, en termes de morphologie et de mécanismes réactionnels, a été rendue possible grâce aux études préliminaires sur systèmes modèles
Fiber-reinforced thermosetting (TS) matrix-based composites, and more particularly laminates, have progressively imposed themselves in the aeronautic field for nearly 50 years. Nevertheless, despite numerous advantages making them an elegant solution to replace metallic alloys, such composites have a huge drawback: a low damage tolerance. Various toughening solutions have been developed, including the addition of thermoplastic (TP) polymers which exhibit a much higher ductility than the TS matrix. The present work relates on a representative matrix of currently considered laminates. It is constituted of an epoxy-amine system leading to a high Tg network, and two TP used as reinforcing agents: a polyethersulfone (PES) initially soluble in the system, and a polyamide (PA) preformed in micro-particles. A literature review about TS/semi-crystalline TP blends and TP reinforcement agents used in laminates is given previously to the experimental results. The study focuses on the behavior of these two TP in regard to the growing epoxy-amine network during its polymerization. The interest is put in the understanding of the phenomena linking all the matrix components together. In a first time the PES behavior in the epoxy-amine system dependence on curing conditions (i.e. the applied cure schedule) is studied. The reaction-induced phase separation (RIPS) phenomenon being competitive with the TS network gelation, and taking into account that both phenomena are temperature dependent, various types of morphologies were obtained. Apprehension of PA behavior is different. In fact, this polymer is initially soluble in the epoxy-amine system and may be compatibilized after chemical coupling with epoxy prepolymers. Moreover, physical affinities between PA and the considered amine hardener impact the PA melting behavior. Consequently, binary epoxy-PA and amine-PA model systems have been studied to uncouple and understand all these interactions. Finally, resulting morphologies and properties of the epoxy-amine system, simultaneously modified with both PES and PA, have been monitored and controlled thanks to a choice of suitable cure schedules. The understanding of the development of such a complicated system, in terms of morphologies and curing mechanisms, was made possible thanks to the preliminary studies on the model systems

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Gaumond, Baptiste. "Compréhension des interfaces / interphases formées dans les composites PPS / fibres de carbone et PPS / fibres de basalte réalisés à partir de mèches comélées et retordues." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI064.

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Abstract:

Ces travaux de thèse sont consacrés à la compréhension des relations structures-propriétés des matériaux composites réalisés à partir de mèches hybrides composées de la matrice thermoplastique, le polysulfure de phénylène et de renforts qui peuvent être soit du carbone soit du basalte. Plusieurs axes de recherche ont été approfondis dans ces travaux : i) l’impact des procédés de fabrication des mèches sur les propriétés finales des composites, ii) la compréhension des interactions fibres-matrice dans les systèmes étudiés et iii) l’optimisation de ces interactions à l’interphase. Ces travaux ont démontré le lien établi entre les propriétés mécaniques et structurelles des mèches hybrides et les propriétés finales des matériaux composites obtenus. Le procédé de comélage par air conditionne en partie les propriétés finales des composites en diminuant les propriétés mécaniques des fibres de renfort. Cette dégradation n’est pas observée pour le procédé de retordage. Dans le même temps, les composites obtenus par comélage sont de meilleure qualité en termes d’homogénéité, propriétés mécaniques et taux de porosité par rapport à ceux issus du procédé de retordage. Dans un second temps, l’adhérence de l’ensemble des systèmes étudiés a été évaluée à l’échelle micromécanique et corrélée à l’échelle macroscopique. Des essais de vieillissement accélérés ont également été conduits pour discriminer les solutions les plus durables. Une dernière partie de ces travaux est consacrée à l’optimisation des propriétés interfaciales des systèmes étudiés. Les deux voies explorées ont donné des résultats intéressants : l’utilisation d’un mélange polymère PPS / PE-EMA-GMA a permis d’améliorer jusqu’à 56 % l’IFSS avec les fibres de basalte et l’utilisation d’un sel imidazolium en tant qu’agent interfacial dans la matrice a permis d’améliorer de 25 % l’IFSS obtenu avec les fibres de carbone
This thesis work is devoted to the understanding of the structure-properties relationships of composite materials made from hybrid rovings composed of the thermoplastic matrix, polyphenylene sulphide, and reinforcements that can be either carbon or basalt. Thus, several lines of research have been pursued in this work: i) the impact of the commingling process on the final properties of composites, ii) the understanding of fiber-matrix interactions and iii) the optimization of those interactions in the interface. This work first demonstrated the link established between the mechanical and structural properties of the hybrid yarns and the mechanical properties of composite materials. The air commingling process degrades the resistance of the fibers and this is observed both on filaments tensile tests and commingled yarns. This degradation is not observed on twisted yarns. In the same time, composites based on commingled yarns show a better homogeneity, mechanical properties and a lower porosity rate. In a second step, the adhesion developped in all composite systems was evaluated at the micromechanical scale and correlated at the macroscopic scale. Accelerated ageing tests were also carried out to discriminate the most durable solutions. A final part of this work is devoted to the optimization of the interfacial properties of the systems studied. Two solutions were developed and gave interesting results: the use of a PPS / PE-EMA-GMA polymer mixture allowed to improve up to 56% the IFSS with basalt fibers and the use of an imidazolium salt as interfacial agent in the matrix allowed to improve by 25% the IFSS obtained with carbon fibers

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Korycki, Adrian. "Study of the selective laser sintering process : materials properties and effect of process parameters." Thesis, Toulouse, INPT, 2020. https://oatao.univ-toulouse.fr/27651/1/Korycki_Adrian.pdf.

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Abstract:

La fabrication additive permet de répondre aux exigences de réactivité et de rapidité de création d’un produit industriel en réduisant les phases de développement et d’industrialisation. Parmi les technologies prometteuses pour les pièces en thermoplastiques, le procédé de fusion sur lit de poudre (SLS: Selective Laser Sintering) se distingue en raison de sa capacité de réalisation des géométries à faibles tolérances dimensionnelles. Ce procédé est basé sur le déplacement d’un faisceau laser qui interagit avec le lit de poudre. L’attractivité de la fabrication additive contrebalance cependant avec le choix des matériaux actuellement utilisables: ce sont principalement les polyamides. Les polyaryléthercétones (PAEK) adaptés au procédé SLS sont encore rares sur le marché et couteux. Dans ces travaux, différentes poudres ont été caractérisées pour mieux comprendre les propriétés nécessaires à leur utilisation en SLS et définir leur fenêtre de température de processabilité. L'absence de poudre de PEEK adaptée nous a conduit à élaborer un nouveau matériau en mélangeant le PEEK à un thermoplastique amorphe, le polyethersulfone (PESU). Les mélanges initialement immiscibles ont été compatibilisés dans l’objectif d’améliorer leurs propriétés mécaniques et pour retarder leur cristallisation au refroidissement. Pendant la fabrication, de nombreux paramètres du procédé contrôlent la fusion de la poudre, et ainsi les propriétés des pièces et leur précision dimensionnelle. Ainsi, l'analyse statistique de la réponse de l'ensemble des paramètres a fait l’objet d’un plan d’expériences pour en extraire les paramètres les plus influant. L’étude paramétrique, conduite avec la poudre polyamide, a été réalisée en faisant varier cinq paramètres et en regardant leur influence sur cinq groupes de réponses relatives aux propriétés physico-chimiques, physiques, mécaniques et thermiques ainsi qu’aux durées d’impression des pièces. Le plan d’expériences a permis d’établir les modèles mathématiques des surfaces de réponses liant les réponses aux facteurs et à leurs interactions. Ces modèles statistiques ont été utilisés pour définir un jeu de paramètres optimal. Enfin, une approche combinant expérimental et simulation numérique a été menée pour estimer l’influence de chaque passage du laser sur le taux de cristallinité et les propriétés mécaniques de chaque couche. Les résultats montrent que l’échauffement dû aux passages successifs du laser couvre une épaisseur équivalente à 14 couches déposées. Cependant, seules les 4 couches supérieures sont affectées thermiquement de manière significative par le lasage d’une couche de poudre et montrent ainsi une évolution de leur taux de cristallinité
Additive manufacturing is attractive because it allows to reduce significantly the development and industrialization phases of part design. Among the promising technologies for thermoplastic parts, the SLS (Selective Laser Sintering) process stands out because of its ability to produce geometries with low dimensional tolerances. This process is based on the displacement of a laser beam that interacts with the powder bed. The attractiveness of additive manufacturing counterbalances, however, with the choice of currently available materials: these are mainly polyamides. Polyaryletherketones (PAEK) suitable to SLS process are still rare on the market and expensive. In this work, various powders have been characterized to deeper understand the properties necessary for their use in SLS and to define their processability temperature window. The absence of suitable PEEK powder led us to develop a new material by blending PEEK with an amorphous thermoplastic, polyethersulfone (PESU). The initially immiscible blends have been compatibilized in order to improve their mechanical properties and to delay their crystallization on cooling. During manufacturing, many process parameters control the melting of the powder, and thus the properties of the parts and their dimensional accuracy. Thus, a statistical analysis of the response of the parameters was led by a design of experiments to extract the most influential parameters. The parametric study, done with the polyamide powder, was carried out by varying five parameters and by looking at their influence on five groups of responses relating to the physical, mechanical and thermal properties as well as to the printing duration of the parts. The design of experiments made it possible to establish the mathematical models of the response surfaces linking the responses to factors and their interactions. These statistical models were used to define an optimal set of parameters. Finally, a combined experimental and numerical simulation approach was conducted to estimate the influence of each laser pass on the degree of crystallinity and the mechanical properties of each layer. The results show that the heating due to the successive laser passes cover a thickness equivalent to 14 deposited layers. However, only the 4 upper layers are significantly thermally affected by the laser pass on a powder layer and thus show an evolution of their degree of crystallinity

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Dissertations / Theses on the topic 'Mélanges de thermoplastiques'

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