Gélification du PVC en relation avec sa microstrucuture multi échelles : application à la mise en oeuvre

par Bénédicte Diego

Thèse de doctorat en Matériaux

Sous la direction de Laurent David et de Emmanuel Girard-Reydet.

Soutenue en 2001

à Villeurbanne, INSA .


  • Résumé

    L’objectif de cette thèse est de mettre à plat les connaissances concernant la gélification du PVC et ses répercussions sur les propriétés, tout en réfléchissant à un moyen d’élargir la fenêtre de mise œuvre de granulés de PVC ne reposant que sur leur procédé de fabrication. Le PVC (Polychlorure de Vinyle) est un polymère complexe par rapport aux autres polymères thermoplastiques semi-cristallins. A l’issue de la polymérisation, la structure du grain de PVC est originale et fortement dépendante du mode de synthèse utilisé. Si les polymérisations en masse ou en suspension génèrent une structure de grain poreuse hiérarchisée (multi échelles), la polymérisation en émulsion conduit à la formation de particules sphériques compactes. Cette structure a des répercussions majeures sur le comportement rhéologique du PVC lors de sa transformation. En dépit d’un taux de cristallinité relativement faible (5 à 10% dans un PVC commercial), une partie des entités cristallines subsiste jusqu’à des températures supérieures aux températures habituelles de transformation du PVC. Le phénomène de gélification de formulations rigides PVC a été étudié pour les différents types de résines PVC en nous appuyant sur les modèles de la littérature et sur les résultats de nos analyses. Les différents moyens de mesurer le degré de gélification, étape déterminante pour contrôler la bonne processabilité et la bonne qualité des produits finis, ont été présentés. Sur la base de caractérisations microstructurales et d’analyses rhéologiques, le terme dégélification ainsi que ses conséquences sur la microstructure du PVC et l’écoulement de la matière pendant la transformation a été défini. Des granulés rigides dégélifiés ont pu être fabriqués sur une ligne pilote de fabrication et leurs avantages par rapport à des granulés “ classiques ” ont été montrés. D’autres voies industrielles de dégélification ont également été testées puis étendues à des formulations plastifiées.

  • Titre traduit

    = Gelation of PVC in relation with its multiscale microstructure : influence on the processability


  • Résumé

    The aim of this study is to gain a better understanding of gelation of PVC and of its influence on mechanical and physical properties of final products, as well as finding a way to enlarge the window of processability acting only on the processing conditions of PVC pellets. PVC is an original and complex thermoplastic compared to other semi-crystalline polymers. After polymerization, the resulting structure of the grain of PVC is particular and strongly dependent on the way of synthesis. Bulk and suspension polymerizations lead to a grain with a hierarchised porous structure whereas emulsion polymerization leads to smaller compact spherical particles. This structure will have major influence on the rheological behavior of PVC during its subsequent processing. Despite a low crystallinity rate (ca. 5-10% for a commercial PVC resin), part of the crystallites remain at usual processing temperatures. The phenomenon of gelation of rigid formulations of PVC has been studied for various kinds of resins, relying upon litterature models and our own results. The several ways to measure and control gelation, which plays a major role in ensuring good processability and high quality of final products, have been studied and criticized. Thanks to microstructural ; physical and rheological characterizations, the term of « degelation » is now defined, its influence on the microstructure of PVC and on the flow of PVC during the final processing. « Degelated » rigid pellets have been produced at pilot scale and their advantages in terms of processability, compared with « standard pellets », have been evidenced. Other industrial ways to produce « degelated » pellets have been tested and further extended to plasticized formulations.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (282 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 265-282

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3473)
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.