Gélification de systèmes epoxy-amine : études cinétique, rhéologique et diélectrique

par Jean Pascal Eloundou

Thèse de doctorat en Matériaux Polymères et Composites

Sous la direction de Jean-Pierre Pascault.

Soutenue en 1996

à Lyon, INSA , dans le cadre de École Doctorale des Matériaux (Lyon) , en partenariat avec LMM - Laboratoire des Matériaux Macromoléculaires (Lyon; INSA) (laboratoire) .


  • Résumé

    Le travail porte sur l'étude cinétique, rhéologique et diélectrique des systèmes réactifs époxy – amine diglycidyl éther du 1,4-butanediol (DGEBD) / 4,9-dioxa 1,12-dodécanediamine (4D) et diglycidyl éther du bisphénol A (DGEBA) / 4,4'-méthylènebis [3-chloro,2,6-diéthylaniline] (MCDEA). Le système flexible DGEBD/4D ne présente que la transition de gélification. Le système rigide DGEBA/MCDEA présente les deux transitions de gélification et de vitrification. La cinétique du système DGEBD/4D, obtenue par la méthode de prélèvements de tubes thermostatés, est bien décrite par le modèle d'ordre 2 autocatalytique pendant toute la durée de la réaction. Pour le système DGEBA/MCDEA, il faut tenir compte de la réaction d'éthérification avant la gélification où la réaction est contrôlée chimiquement. Les températures de transition vitreuse suivent l'équation de Pascault et Williams en fonction du degré de conversion. Les temps de gel trouvés en rhéologie sont identiques à ceux obtenus lors de l'étude cinétique. Les exposants des lois puissance, régissant l'évolution du module complexe, du module élastique et de la viscosité au voisinage du point de gel, montrent que ces bains moléculaires sont composés de chaînes obéissant au modèle de percolation de Rouse, pour les deux systèmes aux températures supérieures à leur température maximale de transition vitreuse. Pour le système DGEBA/MCDEA, ces lois puissance sont moins bien adaptées aux basses températures. Il n'y a pas de manifestation de la gélification sur les courbes diélectriques. Une relation linéaire existe entre la température de transition vitreuse et la conductivité ionique permettant ainsi de décrire cette dernière uniquement par la connaissance de l'état initial et de l'état final du système considéré à l'aide du modèle de Pascault et Williams.

  • Titre traduit

    = Gelation of epoxy-amine systems : kinetic, rheological and dielectric studies


  • Résumé

    Reactive epoxy - amine systems based on diglycidyl ether of 1,4 - butanediol (DGEBD) and 4,9 - dioxa 1,12 - dodecane diamine (4D) on the one hand and diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) and 4,4' - methylenebis [3 - chloro 2,6 - diethylaniline] (MCDEA) on the other hand were studied using kinetic, rheological and dielectric methods. DGEBD/4D system is flexible (low Tg) and presents only gelation transition during polymerization. DGEBA/MCDEA system is rigid (high Tg) and presents both gelation and vitrification transitions. The kinetics of DGEBD/4D system, obtained using the method of thermostated tubes, agree well with the second order autocatalytic model during the whole curing. For DGEBA/MCDEA system, the reaction is chemically controlled until gelation and etherification reaction occurs. The curves of glass transition temperature versus conversion follow the equation of Pascault and Williams. The gel times found by rheological methods are identical to those obtained by kinetics. Above the maximum glass transition temperature, the power laws, which govern the evolutions of complex modulus, elastic modulus and viscosity, are verified in the vicinity of the gel point. The values of critical exponents are close to those predicted by the Rouse percolation model. In the case of DGEBA/MCDEA system, these power laws are less adapted at low temperatures. There are no manifestation of gelation on dielectric curves. A linear relation exists between glass transition temperature and ionic conductivity. Then, the knowledge of the initial and the final states of system considered allows to describe ionic conductivity using the model of Pascault and Williams.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (220 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Accessible pour le PEB
  • Cote : C.83(1940)
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