Rhéologie aux interfaces des matériaux polymères multicouches et ...

Khalid Lamnawar
INSA de Lyon
pour caractériser la formation de copolymères greffés aux interfaces ou encore les
phénomènes de réticulation dans un milieu fondu [Muller et al. (1999, 2000, 2001)]. Des
mesures d’élongation effectuées sur des structures multicouches ont révélée la sensibilité de
ces structures aux réactions de greffage ou de réticulation aux interfaces [Levitt L. et al.
(1997)].
Des réactions chimiques aux interfaces polymère/polymère peuvent permettre d’améliorer
l’adhésion interfaciale entre deux polymères non miscibles [Macosko et al. (2003)]. Les
interactions aux interfaces entre les différentes couches peuvent être affectées par les
réactions chimiques, la présence d’un copolymère, de champs de contrainte et de
déformation pendant le procédé.
La création d’ancrages chimiques grâce à la réaction chimique aux interfaces peut être
utilisée pour améliorer cette adhésion entre les couches [Prochazka et al. (2004)]. Les liaisons
interchaînes au niveau de l’interface ainsi que le phénomène d’interdiffusion peuvent être
influencés par cette réaction chimique et la création d’un copolymère à l’interface [Prochazka
et al. (2004]].
Fredrickson (1996) et O’Shaughnessy et al. (1999) ont étudié de manière théorique la réaction
à l’interface de deux polymères entre deux surfaces planes. Ils ont montré qu’aux temps
initiaux, au fur et à mesure que le temps de réaction augmente, le mécanisme est de type
champ moyen. Mais dès lors que l’interface devient saturée en copolymères formés in situ, le
taux de réaction diminue et la réaction devient de type diffusion‐contrôlée (Cf. partie A).
L’objectif de ce travail est de mettre en œuvre une approche expérimentale utilisant l’outil
rhéologique permettant d’une part, le suivi et le contrôle de cette réaction aux interfaces ainsi
que sa compétition avec les phénomènes d’interdiffusion entre les différentes couches de
polymères, d’autre part, l’influence de différents paramètres liés au procédé (température,
temps de contact, cisaillement, etc).
Dans cette partie, nous illustrons notre approche sur un système polyéthylène greffé
Méthacrylate de Glycidyle (PE‐GMA)/polyamide (PA6 (1)) comme système réactif (SR) et
PE/PA6 (1) comme système non réactif (SNR). La tension interfaciale de ces systèmes va être
évaluée selon la méthode de la rétraction de la gouttelette [Deyrail et al. (2002]]. Les
propriétés viscoélastiques de tels systèmes modèles seront évaluées en régime oscillatoire
soumis à de petites déformations afin d’assurer un semi couplage entre la diffusion et
l’écoulement.
Ces propriétés seront à leur tour reliées aux propriétés adhésives du système bicouche. Les
résultats expérimentaux vont être confrontés à ceux décrits par des modèles décrivant le
comportement rhéologique de systèmes multiphasiques. Les manifestations observées et les
résultats obtenus seront analysés en se basant sur les mécanismes physico‐chimiques mis en
jeu en mettant en œuvre des mesures spectroscopiques IRTF et RMN.
Dans ce qui suit, nous présenterons la modélisation de l’interphase dans les matériaux
multicouches par l’outil rhéologique et thermodynamique. Des expériences dynamiques
mécaniques seront présentées afin d’évaluer les effets de l’aire interfaciale sur le
comportement rhéologique d’une structure multicouche entre deux et 7 couches. Des
structures multicouches coextrudées contenant à la fois un nombre de couches et fractions
Partie C
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