Amélioration des performances du polycarbonate et des mélanges polycarbonate/polystyrène par des copolymères à blocs ABC

par Vincent Dubromez

Thèse de doctorat en Molécules et matière condensée

Sous la direction de Patricia Krawczak et de Marie-France Lacrampe.

Soutenue le 18-12-2009

à Lille 1 .


  • Résumé

    Le polycarbonate (PC) est un polymère thermoplastique particulièrement intéressant pour de nombreuses applications industrielles et biomédicales, de par ses propriétés d’usage exceptionnelles (transparence, résistance mécanique et thermique). Néanmoins, il présente deux défauts majeurs : sa viscosité élevée et sa sensibilité à l’entaille. L’objectif de cette étude est de remédier à ces inconvénients, tout en préservant sa transparence. Pour ce faire, trois voies ont été envisagées : (i) amélioration de la fluidité par ajout de polystyrène (PS), (ii) renforcement par des copolymères à blocs de type poly(styrène-b-butadiène-b-méthacrylate de méthyle) (SBM) et (iii) utilisation simultanée de PS et de SBM. L’incorporation du PS permet de fluidifier le PC, tout en conservant sa transparence. Toutefois, les propriétés mécaniques des mélanges PC/PS sont inférieures à celles du PC seul. L’étude des mélanges binaires PC/SBM montre que la nature et la fraction de copolymère SBM incorporé, ainsi que la viscosité de la matrice, jouent un rôle déterminant sur les propriétés finales. L’étude des mélanges ternaires PC/PS/SBM démontre qu’il est possible d’obtenir une amélioration des propriétés au choc, toute en préservant la transparence du PC, à condition de générer une morphologie homogène et bien dispersée. Ceci implique une combinaison optimale entre la fluidité de la matrice PC, la nature et la fraction de copolymères à blocs et du PS dans le mélange, et un choix judicieux des paramètres technologiques de mise en œuvre.

  • Titre traduit

    Improvement of the performances of polycarbonate and polycarbonate/polystyrene blends by using ABC block copolymers


  • Résumé

    Polycarbonate (PC) is a widely used thermoplastic polymer for numerous industrial and biomedical applications, due to its exceptional use properties (transparency, mechanical and thermal behavior). Nevertheless, the PC exhibits two major defects: high viscosity and poor notch impact properties. The goal of the present study was to propose a solution for these two issues, while preserving the PC transparency. Three ways were investigated: (i) the decrease of viscosity via adding polystyrene (PS), (ii) the improvement of notch impact behavior by adding poly(styrene-b-butadiene-bmethylmethacrylate) block copolymers (SBM) and (iii) simultaneous use of PS and SBM. Adding PS to a PC matrix does decrease its viscosity, while preserving the transparency. However, the mechanical properties of PC/PS blends are inferior to those of the neat PC. The experimental study on binary PC/SBM blends point out the great influence of the nature and proportion of the copolymer in the blend, as well as of the matrix viscosity, on the final properties of the blends. The investigation of the ternary PC/PS/SBM blends demonstrate that it is possible to obtain an improvement of the notch impact properties, while preserving the PC transparency – by generating a homogeneous and well dispersed blend morphology. This requires an optimal combination between the matrix fluidity, the nature and the proportion of block copolymers and PS, and also an appropriate choice of the processing conditions.

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