Photopolymérisation radicalaire de films de diméthacrylate : étude cinétique et transposition à un système épais

par Laurence Lecamp

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Claude Bunel.

Soutenue en 1997

à Rouen .

mots clés

• Film
• Polymérisation masse
• Postpolymérisation
• Modélisation
• Modèle cinétique
• Modèle phénoménologique
• Simulation numérique
• étude expérimentale
• Crosslinked polymer
• Film
• Photopolymerization
• Bulk polymerization
• Postpolymerization
• Modeling
• Kinetic model
• Phenomenological model
• Heat transfer with reaction
• Numerical simulation
• Experimental study
• Polymères réticulés
• Méthacrylates
• Polymérisation
• Photopolymérisation
• Lentilles ophtalmiques
• Transfert de chaleur

Résumé

Ce travail porte sur la photopolymérisation radicalaire de films de polyéther diméthacrylate de bisphénol A. La rapidité et l'exothermie de cette réaction engendrent des défauts qui altèrent fortement les qualités optiques des verres ophtalmiques obtenus par cette méthode. Une étude cinétique sur des films puis une transposition à des systèmes épais ont été réalisées dans le but de pouvoir contrôler l'homogénéité des verres ainsi formés. Un photocalorimètre différentiel à balayage a été utilisé pour suivre la réaction de photopolymérisation radicalaire et caractériser l'influence de quatre paramètres (température, intensité du rayonnement UV, concentration et nature du photoamorceur). Une relation linéaire entre le taux de conversion et la Tg des matériaux photoréticulés a notamment été établie. L'étude de la réaction de postpolymérisation en isotherme a par ailleurs montré combien l'évolution du réseau dans le temps peut être importante. Deux modèles cinétiques ont été appliqués. Le premier conduisant à une expression de la vitesse au cours de la réaction est totalement phénoménologique. Le deuxième modèle prend en compte les réactions existant entre les différentes espèces chimiques présentes au cours de la photopolymérisation et conduit à la détermination de l'évolution des principales constantes de vitesse. Enfin, une simulation numérique des transferts thermiques a été réalisée afin de modéliser les profils de conversion et de température dans un matériau épais.

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