Approche des mecanismes physiques de formation des membranes polymeres asymetriques. Rmn et video-microscopie

par BEATRICE ICARD

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de J.-P. COHEN-ADDAD.

Soutenue en 1996

à Grenoble 1 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Ce travail concerne la formation de la porosite dans les membranes polymeres asymetriques elaborees par procede de coagulation. Les membranes ainsi formees admettent une couche dense supportee par une sous-couche poreuse. La derniere est constituee de pores connectes de taille micrometrique et parfois de macropores dont la taille est dix fois superieure. Ces macrovides a forme de goutte allongee sont appeles doigts de gant. Le controle de la formation de cette porosite est un enjeu industriel important car elle fragilise la couche dense. L'etude s'applique essentiellement au systeme ternaire constitue d'un polyimide (ultem ou 6f), de n'methyl pyrrolidone et d'eau comme non-solvant. Le mecanisme a l'origine des pores connectes dans les membranes asymetriques est la demixtion puis le passage sous la transition vitreuse qui fige le milieu. Ces transitions thermodynamiques ont ete etudiees ici a l'aide de la relaxation magnetique nucleaire pour le systeme ternaire presente avec une fraction en eau fixee. Ensuite, la formation des doigts de gant, qui est notre principal interet, se decompose en une etape d'initiation et de propagation. Leur creation est expliquee a partir d'une instabilite dite diffusionnelle. La validation experimentale du modele a necessite la combinaison de deux mesures. Ces dernieres sont la distance moyenne entre les points d'initiation des macrovides, a l'aide de la microscopie optique a fluorescence et du coefficient de diffusion du solvant mesure par rmn a gradients de champ magnetique en impulsions. Une fois le macrovide initie, le non-solvant va envahir plus facilement le milieu polymere puis developper la cavite naissante. Des lois de comportements generaux sur la propagation de cette derniere ont ete degagees en fonction des conditions experimentales. De plus, l'organisation des doigts de gant ou digitation peut se definir comme un systeme auto-similaire dont nous avons mesure la dimension fractale


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  • Détails : 222 P.
  • Annexes : 125 REF.

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