Rhéologie aux interfaces des matériaux polymères multicouches et ...

Khalid Lamnawar
INSA de Lyon
Outre leurs aspects fondamentaux, les résultats expérimentaux de cette étude vont nous
permettre également l’optimisation des conditions de mise en œuvre en relation avec les
propriétés finales des systèmes multicouches. Nous rappelons ici que l’objectif final est
d’étudier les instabilités interfaciales en absence et/ou en présence de réactions chimiques
aux interfaces et d’autre part, de développer des méthodologies d’études sur la base de
systèmes réactifs modèles sans ou avec liant aux interfaces permettant de quantifier
l’influence de l’interface/interphase sur la stabilité des écoulements multicouches et les
propriétés adhésives qui en résultent.
Finalement, la dernière partie D sera consacrée à la présentation les résultats
expérimentaux sur la stabilité de l’interface entre deux polymères fondus fonctionnalisés où
des phénomènes d’interdiffusion/réaction se manifestent. Nous avons scindé cette partie en
deux étapes :
Dans la première étape on s’intéressera à l’émergence de défauts intrinsèques, obtenus en se
plaçant si c’est possible dans les régimes d’écoulements qui donnent des défauts en extrusion
simple. Nous étudierons également les profils d’écoulement sur des dimensions réelles de
nos outillages et en utilisant les paramètres rhéologiques de nos matériaux.
La seconde étape consiste à élaborer les cartes de stabilités expérimentales obtenues après
extrusion des films à base des matériaux réactifs et non réactifs sur une machine semi
industrielle de coextrusion de films. L’influence de différents paramètres liés au procédé:
(température, temps de contact dans le bloc de répartition, débits et épaisseurs de chaque
couche...) sera présentée. L’influence du taux de compatibilisation sera également explorée.
L’étude expérimentale sera réalisée ainsi sur des écoulements à deux, trois ou cinq couches
pour des configurations symétriques ou asymétriques.
Ces résultats seront confrontés dans un premier temps aux cartes de stabilités théoriques
obtenues en se basant sur les travaux du l’équipe de CEMEF (thèse de Rudy Valette effectuée
au CEMEF/ l’Institut non linéaire de Nice (INLN)). Cela consiste à regarder la stabilité de
l’écoulement de Poiseuille bicouche et tricouches, via une analyse de la stabilité linéaire aux
grandes ondes (dite asymptotique), pour des fluides qui suivent une loi de White‐Metzner
qui est considérée comme une loi d’écoulement réaliste. Nous essayerons ainsi de répondre à
la question principale que nous sommes posée dès le départ sur la nécessité (ou non) de
coupler les facteurs classiques introduits dans l’évaluation des cartes de stabilité théoriques
et expérimentales (rapport des viscosités et d’élasticité des différentes couches, l’épaisseur de
chaque couches), aux nouveaux paramètres relatifs à l’affinité physico‐chimique à l’interface
polymère polymère se manifestant physiquement par le rôle de l’interphase.
Nous terminons ce manuscrit par une conclusion et des perspectives du travail.
Introduction générale
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