Étude et modélisation du transport de petites molécules dans des nanocomposites à charges lamellaires : optimisation des propriétés barrière

Study and modelling of small molecules transport properties of nanocomposites containing lamellar fillers : optimization of barrier properties

• Auteur / Autrice : Émilie Picard
• Direction : Éliane Espuche, Jean-François Gérard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Lyon 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phyllosilicates

Gaz -- Analyse

Polymères cristallins

Résumé

Ce travail a pour but d'étudier et d'optimiser les propriétés barrière de nanocomposites à charges lamellaires pour deux matrices semi-cristallines de polarité différente. La perméabilité des films nanocomposites, réalisés dans des conditions contrôlées, est reliée à l'état de dispersion des charges, à la texture cristalline et aux interactions charges / matrices. Dans les systèmes à base de PA6, les réductions de perméabilité sont principalement dues à un effet de tortuosité induit par les charges qui sont dispersées de manière homogène. Une description quantitative des états de dispersion à différents taux de charges a permis une modélisation précise des propriétés de transport. Dans les systèmes à base de PEHD, les propriétés optimales ne sont pas obtenues pour les systèmes dans lesquels les charges sont les mieux exfoliées : elles dépendent fortement des interactions développées entre la charge et les agents compatibilisants introduits dans la formulation

The aim of this work is to study and to improve barrier properties of nanocomposites prepared from lamellar nanofillers and two different semi-crystalline polymers. The permeability of the nanocomposites films is relates to the state of dispersion of the fillers, to the crystalline structure of the polymer matrix and to the filler / matrix interactions. In PA6-based nanocomposites, the permeability decreases are mainly due to a tortuosity effect induced by the well-dispersed inorganic layers. A quantitative description of the states of dispersion at different filler loadings allows a precise modelling of the gas transport properties. In HDPE-based nanocomposites, the increase in barrier properties is not directly related to the nanofillers dispersion state. They greatly depend on the interactions occurring between the fillers and the compatibilizers