Synthèse d'agents de couplage, réactions de greffage en surface de fibres cellulosiques et propriétés d'interface fibres-matrices dans des matériaux composites à base de polystyrène

par José Antonio Trejo O'Reilly

Thèse de doctorat en Sciences et Génie des matériaux

Sous la direction de Jean-Yves Cavaillé.

Soutenue en 1997

à Grenoble INPG .


  • Résumé

    L’objectif principal de ce travail est la modification chimique des fibres cellulosiques, afin d'améliorer leurs propriétés interfaciales lors de leur utilisation comme renforts dans des matériaux composites à matrice polymère organique (polystyrène). La synthèse d'un nouvel agent de couplage pour le système cellulose-polystyrène a été entreprise par la voie de copolymérisation cationique. Une caractérisation complète de cet agent de couplage a été faite par ftir, analyse élémentaire, #1h-nmr, calorimétrie différentielle (dsc) et chromatographie par exclusion stérique (ces). La réactivité de ce copolymère a été vérifiée vis-a-vis des oh et des amines primaires par ftir. Les caractéristiques essentielles pour pouvoir l'utiliser comme agent de couplage sont : une bonne miscibilité avec le polystyrène (matrice), de longues chaînes (mn 20000) et la présence des groupements réactifs (isocyanates) sur la chaîne polymère. A titre comparatif, d'autres agents de couplage ayant des structures et des masses différentes ont été utilisés. Deux d'entre eux portent des anhydrides comme fonctions réactives vis-à-vis de la cellulose. La modification chimique des charges cellulosiques a été vérifiée par ftir, analyse élémentaire, microscopie a balayage (meb). De plus, l'énergie de surface des diverses dérives cellulosiques a été mesurée par goniométrie (angle de contact) et chromatographie inverse (igc). L’imperméabilisation des surfaces cellulosiques vis-à-vis des liquides polaires a été vérifiée. L’adhésion (cisaillement interfacial) entre la cellulose et le polystyrène a été mesurée par des techniques micromécaniques sur composites monofilamentaires. Les techniques utilisées ont été la multifragmentation et le déchaussement ('pull-out'). POUR LES COMPOSITES A BASE DE FIBRES CELLULOSIQUES COURTES, L'EFFET DU RENFORCEMENT A ETE VERIFIE A L'AIDE DE LA SPECTROSCOPIE DYNAMIQUE (DMA). LES PARAMETRES SUIVANTS ONT ETE ETUDIES : TAUX DE RENFORT ET FACTEUR DE FORME (LONGUEUR/DIAMETRE). LE MODELE D'HALPIN-KARDOS REPRESENTE CORRECTEMENT LE COMPORTEMENT DE NOS MATERIAUX.

  • Titre traduit

    Synthesis of coupling agents, their superficial grafting reactions on cellulosic fibres and interfacial fibre-matrix properties in polystyrene matrix composite materials


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  • Détails : 1 vol. (220 p.)
  • Annexes : 140 REF.

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