Elaboration et caractérisation de nanocomposites modèles laponite/polyoxyde d'éthylène

par Anthony Loiseau

Thèse de doctorat en Chimie et physicochimie des polymères

Sous la direction de Jean-François Tassin.

Soutenue en 2006

à Le Mans .


  • Résumé

    Ce travail de thèse a pour but d’élaborer et de caractériser des nanocomposites modèles à partir de polyoxyde d’éthylène (POE) et de particules d’argile de synthèse, la Laponite. L’élaboration fait intervenir un nouveau mode de préparation basé un concept de compatibilisation des particules en phase aqueuse ; préalablement au mélangeage en phase fondue. Des mesures de rhéologie, couplées à des expériences de diffraction des rayons X, ont démontré qu’il est possible d’obtenir une dispersion optimale des particules à l’état individuel, en compatibilisant les particules grâce à un greffage à saturation de polymère à leur surface. Des études de rhéologie ont mis en évidence les phénomènes pouvant intervenir dans l’origine de l’élasticité des nanocomposites. Suivant la masse molaire de la matrice polymère, le renforcement peut provenir soit d’un réseau tridimensionnel formé par les particules, soit d’une contribution de confinement des macromolécules à laquelle peut éventuellement s’ajouter un pontage interparticulaire. Les lois d’échelles reliant les modules élastiques et le seuil d’écoulement à la concentration en particules ont pu être établies. Des analyses thermiques ont mis en évidence le ralentissement de la cristallisation des chaînes de POE en en présence de Laponite. Les expériences de spectrométrie infrarouge et Raman ont souligné la présence d’une couche amorphe de polymère à la surface des particules expliquant le caractère non nucléant des particules et soulignant le rôle de l’interface matrice/particule sur le comportement thermique des nanocomposites à base de POE.

  • Titre traduit

    Elaboration and characterization of models nanocomposites based on laponite/polyethylene oxide


  • Résumé

    This aim of this thesis is to elaborate and characterize model nanocomposites based on Polyethylene Oxide (PEO) and particles of Laponite, a synthetic clay. The elaboration brought in a new mode of preparation, based on a compatibilisation of the particles in aqueous phase, before melt mixing. Rheological studies as well as X-ray analyses have shown the efficiency of the compatibilisation concept. The best dispersion (up to individual particles) was obtained with a saturated coverage of end grafted polymer chains onto the surface of the Laponite particles. The origin of the melt elasticity has been attributed to various factors depending on the molecular weight of the matrix chains. For moderated molecular weights, the elastic character is ascribed to the formation of a network of dispersed particles, whereas contributions of chain confinement or chain bridging between particles are present with higher molecular weight matrices. Thermal analyses were performed in order to understand the effect of the Laponite particles on the crystallization of PEO chains. A non-nucleating behavior was concluded, and was proved by spectroscopic analyses (FTIR and Raman). Indeed, a layer of amorphous polymer was detected onto over the surface of the particles explaining the inhibition of the nucleating effect, often seen with nanoclays.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (IV-211 p.)

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  • Bibliothèque : Université du Maine. Service commun de documentation. Section Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 2006LEMA1026
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  • Cote : 2006LEMA1026
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