Structuration par cisaillement et rhéologie des systèmes polymères complexes

Abstract

Cette étude est focalisée sur la structuration des mélanges de polymères immiscibles (binaire et ternaire). On s’est intéressé particulièrement au mélange polypropylène/polycarbonate (PP/PC), en étudiant l’influence de l’incorporation du PP dans le PC sur les propriétés de leurs mélanges. Les techniques de caractérisation ont montré que la morphologie est très influencée par la concentration de la phase dispersée. Les modules dynamiques et la viscosité complexe du mélange enregistrent des comportements rhéologiques très variés et obéissent à la loi NPDB. L’incorporation du PP à faible quantité dans le PC montre des propriétés rhéologiques exceptionnelles d’où le mélange enregistre une élasticité plus élevée par rapport aux deux constituants formant le mélange. La température de la mise en oeuvre est un paramètre très important qui influence la formation de la morphologie co-continue. La structuration des mélanges de polymères est une méthode très répandue dans le domaine des matériaux. Le couple modèle choisi est le polypropylène/polystyrène (PP/PS). Ce choix est basé sur les propriétés thermiques de chaque constituant, d’où une plage importante de températures entre celle de transition vitreuse du PS et celle de fusion du PP. La technique adoptée se résume en un refroidissement dynamique avec une visualisation en deux dimensions (2D) des mélanges. Les résultats ont montré que la taille de la phase dispersée obtenue par MEB est inversement proportionnelle à la vitesse de cisaillement pour les deux cas (refroidissement statique et dynamique). Cependant une anomalie est enregistrée, à cisaillement fort, la taille de la phase augmente. Ce phénomène est peut-être dû aux forts cisaillements, ce qui favorise le glissement de la phase dispersée dans la matrice. La dernière partie est dédiée à l’étude des nanocomposites; le noir de carbone est incorporé avec différentes concentrations dans le mélange PP10/PS90. Cette incorporation a permis de diminuer le taux de noir de carbone de 20% dans la matrice PS à 4% dans l’émulsion PP/PS pour atteindre le seuil de percolation. Les résultats de la thermogravimétrie ont montré que l’ajout des nanoparticules NC dans le mélange polymère a un impact significatif sur la stabilité des nanocomposites. La stabilité augmente avec l’augmentation du taux de NC dans le mélange.