Propriétes mécaniques de films issus de latex synthétises en présence de tensioactifs copolymérisables

par Olivier Sindt

Thèse de doctorat en Génie des matériaux

Sous la direction de Catherine Gauthier.


  • Résumé

    Ce travail vise à mieux comprendre l'influence de tensioactifs copolymérisables (« Surfmers ») sur différentes propriétés de latex filmogènes. Dans ce but, nous avons tout d'abord synthétisé des surfmers dont la fonction réactive est issue de l'anhydride maléique. Ces composés sont ensuite engagés dans des polymérisations en émulsion ensemencée. Nous montrons qu'une bonne maîtrise des conditions opératoires permet tout d'abord d'obtenir des latex stables au cours de la synthèse et aussi d'optimiser le rendement greffage du tensioactif en surface des particules. Les colloïdes contenant du tensioactif greffé possèdent alors une grande stabilité, même lors de cycles gel/dégel ou lors d'ajouts d'électrolytes divalents en forte concentration. Nous avons ensuite étudié le comportement de tels latex durant la filmification. Grâce aux essais de traction uniaxiale nous décrivons la cinétique de diffusion des macromolécules, et montrons que l'évolution de l'allongement à la rupture est caractéristique de cette diffusion. Il apparaît alors que la présence de surfmer (associé à des molécules d'eau) dans les films accélère ce processus. Par la suite, nous avons été amenés à étudier l'influence de l'eau sur les propriétés des films. Nous observons des différences importantes entre les films contenant du surfmer et ceux à base de tensioactif non réactif: ainsi, par exemple, les films à base de surfmer sont nettement moins aptes à absorber de l’eau. Finalement, une analyse théorique de la déformation des polymères a été approfondie et nous a conduit à mieux comprendre les lois de comportement thermomécanique des films matures. Cela a permis une comparaison plus fine entre les films contenant du tensioactif non réactif et les films à base de surfmer.

  • Titre traduit

    = Mechanical properties of films obtained from latexes synthesized in the presence of copolymerizable surfactants


  • Résumé

    The aim of this work is to understand the influence of copolymerizable surfactants (« Surfmers ») on different properties of film forming latexes. First of all, we have synthesized surfmers with a reactive function derived from maleic anhydride. These compounds have then been engaged in seeded emulsion polymerizations. We show that a good control of the operating conditions, first of all, allows to obtain stable latexes, but also allows to optimize the grafting of the surfactant at the surface of the particles. Hence, the colloids containing grafted surfactant present a great stability, even during freeze 1 thaw cycles or when they are in the presence of highly concentrated divalent electrolyte solutions. In a second step, we have studied the behavior of such latexes during film formation. The macromolecular diffusion kinetics have been described through uniaxial tensile tests. We show that the rupture strain evolution represents this diffusion, and it appears that the presence of surfmer (associated with water molecules) accelerates this phenomenon. Then, we have been driven to study the influence of water on the films properties. We observe great differences between the films containing surfmer molecules and those synthesized in the presence of conventional surfactant: for example, the surfmer based films' water uptake is largely decreased. At last, a theoretical analysis of the polymer's deformation has been improved. This has lead us to have a better understanding of the films' thermomechanical behavior laws. We have then been able to finely compare the films containing conventional surfactants or surfmer.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (267 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2170)
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