Rhéologie aux interfaces des matériaux polymères multicouches et ...

Khalid Lamnawar
INSA de Lyon
GMA. Quant au ce dernier seul, nous avons remarqué qu’il présente un changement de
ligne de base à partir de 250°C, ce qui est la signature et fortiori un début d’autoréticulation
des groupes époxydes. La réactivité de ces systèmes sera amplement
analysée par la suite.
Les analyses thermogravimétriques ont permis de mettre en évidence des phénomènes
de dégradation des matériaux. Les polyoléfines présentent ainsi un mécanisme de
dégradation qui favorise en premier lieu l’élimination des groupements latéraux
(ramifications). Nous constatons l’importance de la mise en œuvre (et les études
théoriques visant l’étude des phénomènes comme l’interdiffusion et la réaction) des
matériaux en milieu inerte surtout pour le PA. En outre, la mise en présence et la
détermination des taux d’impuretés résiduelles telles que les monomères, demeurent
nécessaires pour une bonne compréhension des mécanismes aux interfaces dans le
coextrusion des multicouches. Les résultats de la dégradation seront confrontés avec ceux
de la tenue thermique des matériaux dans la partie suivante.
Les résultats obtenus en MFI montrent que le PA6 (1) est très fluide par rapport aux
autres matériaux. En revanche, les produits à base de PE, PE‐GMA et le PA6 (2) semblent
être très visqueux et compatibles avec des grades type extrusion. Les indices de fluidité
se corrèlent avec les propriétés macromoléculaires des différents matériaux.
En outre, l’étude rhéologique des matériaux permet d’extraire les conclusions suivantes :
L’évaluation des temps caractéristiques et la distribution de temps de relaxation par la
spectrométrie mécanique dynamique confirment d’une part la différence de structure et
en particulier leur polymolécularité. D’autre part, cette caractérisation fine confirme
également la corrélation structure /propriétés rhéologiques. Ainsi, cette étude a permis en
particulier dévaluer les valeurs des temps de relaxation qui sont un point clef pour
maîtriser l’interdiffusion des polymères.
Les propriétés rhéologiques des matériaux PE, PE‐GMA seuls ainsi que leurs mélanges
ont été investiguées par rhéométrie dynamique. Les courbes d’écoulements de ces
matériaux ont été comparées par la suite aux PA6 (1) et PA6 (2). Nous notons en
particulier la caractère Maxwellien du PA6 (1) comparé aux autres matériaux PE, PE‐
GMA et le PA6 (2) qui sont plutôt pseudoplastiques. Le PA6 (2) présente un
comportement rhéologique identique aux PE et PE‐GMA. Par ailleurs, et conscient que
les paramètres rhéologiques dépendent également de la température, les énergies
d’activation ont été également évaluées à partir de la construction des courbes
maîtresses.
Les paramètres des lois de comportements (Carreau‐Yasuda et White Metzner) des
différents matériaux de l’étude ont été également identifiés et déterminés pour mener à
bien les études de simulation dans la partie D. Les valeurs théoriques concernant le
temps de relaxation sont ainsi obtenues par corrélation des courbes expérimentales pour
être utilisées par la suite pour l’élaboration des cartes de stabilités théoriques du procédé
de coextrusion.
Les différences d’élasticité des matériaux à partir de leur première différence de
contrainte normale ont été mesurées par les études rhéologiques en Cône‐plan. Les deux
Partie B
102