Elaboration de polypropylène ou de polystyrène à l'aide du dioxyde de carbone supercritique : procédé – microstructure – propriétés mécaniques

par Jin-Biao Bao

Thèse de doctorat en Génie des Procédés et des Produits

Sous la direction de Danielle Barth.

Soutenue le 16-12-2011

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL en cotutelle avec l'East-China University of Science and Technology , dans le cadre de RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement .

Le jury était composé de Guo-Hua Hu, Ling Zhao.

Les rapporteurs étaient Jacques Fages, Lian-Feng Fen.


  • Résumé

    Le moussage du polypropylène (PP) et du polystyrène (PS) par le scCO2 est étudié de manière systématique avec l’accent sur la relation entre le procédé, la microstructure et les propriétés mécaniques. La première partie de cette thèse porte sur l’amélioration de la résistance au choc du PP par cristallisation induite par le scCO2. Dans un deuxième temps, le PP fortement orienté avec des structures shish-kebab et sphérolite est utilisé pour étudier l’influence de la structure cristalline sur la nucléation et la croissance des cellules pendant le procédé de moussage sous le scCO2. Ensuite, les influences des conditions de moussage ainsi que celles des paramètres structuraux de la mousse de PS ont été étudiées. Les mousses de PS à cellules isotropes ont été comparées avec celles de PS à cellules orientées. Enfin, un procédé de moussage discontinu en deux étapes est développé afin de produire des mousses de PS à cellules bi-modales en utilisant le scCO2 en tant qu’agent de moussage. Cette structure unique de petites et grandes cellules réparties de manière homogène au travers de l’ensemble du volume de la mousse confère à cette dernière des propriétés particulières.

  • Titre traduit

    Supercritical carbon dioxide assisted toughening of polypropylene or polystyrene : process, microstructure and mechanical properties


  • Résumé

    In this work, scCO2 induced foaming of PP or PS is systematically studied with emphasis on the relationship between process, microstructure and mechanical properties. The first part of the thesis deals with the toughening of iPP by scCO2 induced crystallization for the fine separation of rigid crystalline domains and soft amorphous ones in the polymer matrix. The highly oriented iPP with “shish-kebab” and “spherulite” are then used for CO2 foaming to investigate the effect of crystalline structure on the formation of cell nucleation and growth. In addition, the effect of the foaming conditions and the cell structural parameters of PS foams on the mechanical properties are studied systematically. PS foams with isotropic cell morphology and oriented cell one are prepared. Finally, a two-step depressurization batch process is developed to produce bi-modal cell structure PS foams by using scCO2 as the blowing agent. This unique cell structure with both small and large cells homogenously distributed throughout the entire volume of the foam sample might have particular properties.


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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2011 par Institut National Polytechnique de Lorraine [diffusion/distribution] à Vandoeuvre-lès-Nancy

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Informations

  • Sous le titre : Elaboration de polypropylène ou de polystyrène à l'aide du dioxyde de carbone supercritique : procédé – microstructure – propriétés mécaniques
  • Détails : 1 vol. (95 p.)
  • Notes : Thèse soutenue en co-tutelle.
  • Annexes : Bibliogr. p. 89-93. Résumé en français et en anglais
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