Mécanismes de réticulation d’élastomères polysulfure par le dioxyde de manganèse : étude infrarouge et suivi rhéologique

par William Guérin

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Arnaud Travert et de Loïc Le Pluart.

Soutenue en 2016

à Caen , dans le cadre de École doctorale structures, informations, matière et matériaux (Caen) , en partenariat avec Laboratoire catalyse et spectrochimie (Caen) (laboratoire) et de Normandie Université (autre partenaire) .

Le président du jury était Jérôme Dupuy.

Le jury était composé de Arnaud Travert, Loïc Le Pluart, Jérôme Dupuy, Bruno Lanson, Pascal Médéric, Christophe Chevalier, Vanessa Blasin-Aube.

Les rapporteurs étaient Jérôme Dupuy, Bruno Lanson.


  • Résumé

    Les élastomères polysulfure sont obtenus à partir d’oligomères hautement réactifs, appelés polysulfures liquides, en présence d’un agent oxydant, le dioxyde de manganèse (MnO2). S’il est connu que le polysulfure liquide réticule à travers une réaction d’oxydoréduction, la question du mécanisme de réticulation est toujours ouverte. Dans ce travail, la réaction de réticulation a été suivie en temps réel par spectroscopie infrarouge et rhéologie. La spectroscopie infrarouge a permis de mieux comprendre le mécanisme à travers l’étude de l’évolution des spectres au cours de la réticulation. Le lien entre la modification des fonctions chimiques et l’évolution des propriétés viscoélastiques du matériau a été possible en combinant ces observations spectroscopiques aux données rhéologiques. Les résultats obtenus montrent que l’équation bilan habituellement utilisée pour décrire la réticulation des polysulfures liquides ne rend pas compte de la complexité des mécanismes réactionnels impliqués. De nouvelles espèces chimiques, dont la formation n’avait jamais été relatée dans le cadre de la réticulation des élastomères polysulfures, ont été observées. Par ailleurs, une identification des propriétés du MnO2 influençant la réticulation des polysulfures a été réalisée, permettant d’améliorer le contrôle de la réticulation.

  • Titre traduit

    Crosslinking mechanisms of polysulfide elastomers by manganese dioxide: infrared study and rheological monitoring


  • Résumé

    Polysulfide elastomeric materials are widely used in many fields (insulated glass, construction, automotive or aircraft industry) thanks to their outstanding properties, such as a remarkable chemical inertness. These polymers are obtained from liquid polysulfides, which are highly reactive oligomers. Exposed to an oxidizing agent, such as manganese dioxide (MnO2), the crosslinking of liquid polysulfides occurs through a redox reaction. However, the crosslinking reaction mechanism is still in debate. In this work, crosslinking of liquid polysulfide has been monitored in real time by infrared spectroscopy and rheology. Infrared spectroscopy has enabled a better understanding of the mechanism through the evolution of characteristic infrared bands of the reactive blends. Rheology links the chemical monitoring to the evolution of the viscoelastic properties of these materials. We demonstrate that the chemical equation usually admitted in the literature to describe the crosslinking of liquid polysulfides is an over-simplification. New species have been observed, whose formation was never described previously in polysulfide elastomeric materials. Moreover, an identification of the properties of the manganese dioxide which influence its reactivity has been done, improving the control of the crosslinking of these elastomers.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (194 f.)
  • Notes : Thèse confidentielle jusqu'au 23 novembre 2026 /Publication non autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 86 ref. Index

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque Rosalind Franklin (Sciences-STAPS).
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TCAS-2016-44
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