Dispersants en milieu organique synthese et etude physico-chimique de dispersants pour carburants et lubrifiants

par MARIE-CLAUDE DUBOIS CLOCHARD

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Roger Gallo.

Soutenue en 1998

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Au cours de son fonctionnement, des depots issus du carburant et du lubrifiant se forment dans differents organes d'un moteur. En general, ces depots affectent quatre fonctions essentielles que sont le dosage du carburant, l'admission du melange air/carburant, la lubrification et la combustion. Ces depots peuvent conduire a une degradation des performances et de l'agrement de conduite, a une augmentation de la consommation et des emissions de polluants et peuvent occasionner la destruction du moteur. Pour remedier a ces problemes, des additifs detergents-dispersants sont utilises dans les carburants et les lubrifiants pour empecher ou reduire l'adhesion des depots sur les surfaces metalliques et prevenir l'agregation des depots. Les additifs etudies possedent une structure de polymere tensioactif de type polyisobutenylsuccinimide. Dans un premier temps, des additifs de structure peigne ont ete synthetises. Leur performance ainsi que leur mode d'action ont pu ensuite etre evalues par comparaison de ces additifs avec des additifs classiques de structure dibloc. La comparaison de ces structures a ete possible grace a differentes techniques physico-chimiques telles que l'elaboration d'isothermes d'adsorption en milieu organique, la microcalorimetrie, la diffusion des neutrons, l'evaluation de la taille des agregats par diffusion dynamique de la lumiere en milieu noir et la rheologie. Ces additifs s'adsorbent par leur partie hydrophile de type polyamine sur les acides de surface du noir de carbone pris comme modele des depots moteur et sur les fonctions alumine de la poudre d'aluminium prise comme modele de la paroi metallique du moteur. Lorsque la temperature augmente, ils ont tendance a s'adsorber davantage sur le noir de carbone que sur l'aluminium. Leur affinite pour la surface solide croit avec la longueur croissante de la chaine hydrophile ou par le passage d'une structure dibloc a une structure peigne. Aux faibles concentrations en additif, cette adsorption a l'interface solide/hydrocarbure est irreversible du fait du caractere polymere de la partie hydrophile. Apres la formation d'une monocouche plus ou moins compacte suivant l'encombrement de la partie hydrophile de l'additif sur la surface solide, apparait aux fortes concentrations un accroissement de la quantite adsorbee. Cette augmentation serait provoquee par un phenomene d'hemi-micellisation inverse. Les interactions additifs-monocouche sont faibles puisque le phenomene est totalement reversible. La structure peigne ameliore l'efficacite dispersante de la structure dibloc en contraignant les parties hydrophiles a se serrer les unes contre les autres diminuant ainsi leur encombrement sur la surface solide et favorisant l'etirement des chaines hydrophobes. La monocouche etant par consequent plus compacte et plus stable d'apres l'evolution de l'entropie du systeme, la stabilite colloidale par repulsion hydrophobe des suspensions de noir de carbone stabilisees par des additifs de structure peigne est d'autant plus performante qu'un abaissement de la viscosite de la suspension est observee par rapport aux structures diblocs.


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Informations

  • Détails : 179 p.
  • Annexes : 135 ref.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1998
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