Polymérisation de méthacrylates par voie radicalaire dans une matrice polyoléfine

Radical polymerization of methacrylates in a polyolefin matrix

• Auteur / Autrice : Stéphanie Place
• Direction : Jacques Guillet, Yvan Chalamet, Jean-Charles Majeste
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux polymères et composites
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Saint-Etienne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polyoléfines

Alliages de polymères

Polymérisation

Méthacrylate de méthyle

Résumé

L'objet de ce travail est d'étudier et de comprendre les mécanismes et les paramètres responsables des morphologies finales lors de la polymérisation d'un monomère méthacrylate dans une matrice polyoléfine. En préambule, ce travail propose l'étude de deux mélanges binaires (polyoléfine/monomères) d'un point de vue rhéologique et morphologique ; où la miscibilité initiale des monomères dans la matrice polyéthylène est caractérisée. Les mesures de turbidité, la spectrométrie dynamique et la microscopie permettent de définir la miscibilité de chacun des deux monomères (le méthacrylate de butyle : BMA et le méthacrylate d'éthyl triglycol : MET) dans le PEbd. Une méthode rhéologique permet de déterminer la diffusion du BMA dans le PEbd. Le temps d'homogénéisation du système a pu être déterminé. La seconde partie de ce travail décrit l'étude des mélanges réactifs. D'abord, la polymérisation en masse du BMA est traitée, et le choix d'un couple amorceur/inhibiteur, permettant l'homogénéisation du système avant que ne débute la réaction, explicité. La polymérisation du BMA dans le PE est ensuite étudiée. Deux méthodes permettant de suivre la cinétique de réaction du BMA dans la matrice ont été mises au point : par analyses thermogravimétriques et par mesures rhéologiques. Le taux de greffage a été déterminé par spectrométrie infra rouge. La microscopie électronique a été utilisée pour caractériser les mélanges réactifs et une étude comparative des morphologies observées pour les deux types de mélanges a été proposée. Ce travail a montré que la séparation de phase induite par la réaction et la coalescence contrôlent la morphologie finale des mélanges réactifs PE/BMA.

This work deals with the study and understanding mechanisms and parameters responsible for morphologies obtained during the polymerization of a methacrylate monomer in a polyolefin matrix. In introduction, the initial miscibility of the monomers in the matrix polyethylene are investigated. Cloud point measurements, dynamic spectrometry and microscopy are collectively used to determine the miscibility of each of both monomers (the butyl methacrylate, BMA and the triglycol ethyl methacrylate, TEM) in LDPE. A rheological method leads to determine the diffusion of the BMA in LDPE. The homogenization time of the system was determined. The second part of this work described the study of reactive blends. At first, the bulk polymerization of the BMA was investigated, the choice of an initiator/inhibitor couple, allowing the homogenization of the system before the reaction, was clarified. The BMA polymerization in PE was then studied. Two methods allowing to follow the reaction kinetics of BMA in the matrix were elaborated : the first by thermogravimetrics analysis and by rheological measurements. The rate of grafting was determined by infra red spectrometry. The electronic microscopy was used to characterize reacting blends and comparative study of observed morphologies for both types of mixtures was proposed. Finally, phase separation and coalescence control the morphology of blends