Rhéologie aux interfaces des matériaux polymères multicouches et ...

Khalid Lamnawar
INSA de Lyon
de transition a été observé par exemple en augmentant le débit de polyéthylène ou en
diminuant les températures. Les auteurs proposent alors en second temps une étude de
stabilité linéaire spatiale pour la loi de White‐Metzner. Celle‐ci leur permet de déterminer
pour un couple de produits donnés, l’influence des conditions opératoires sur l’apparition
des instabilités interfaciales.
Cependant, peu de travaux présents dans la littérature ont été consacrés aux aspects
fondamentaux et expérimentaux de l’affinité physico‐chimique entre deux couches voisines
et à l’interdiffusion/réaction présente à l’interface polymère/polymère. Au cours de nos
précédents travaux (K. Lamnawar, A Maazouz [2006, 2007a]), nous avons montré que la
rhéométrie peut être un outil efficace pour évaluer la compétition entre les phénomènes
d’interdiffusion et la réaction à l’interface polymère/polymère de structures sandwich
bicouches polymères. Ces résultats ont constitué une étude en amont nous ayant permis de
comprendre tout d’abord l’importance de ces phénomènes dans les matériaux fonctionnels
qui se manifeste par la création de l’interphase (K. Lamnawar, A Maazouz (2007b)).
Il existe une réelle nécessité de mettre en place une recherche relative au procédé de
coextrusion, qui consiste à enrichir l’approche classique purement mécanique par des
considérations rhéologiques relatives aux propriétés de l’interphase polymère/polymère
suite aux phénomènes d’interdiffusion couplés à la réaction. Les travaux récents de Rousset et
al. (2004) sur les matériaux compatibles sur la base des hypothèses de Khomami (Cf. Partie A)
restent limités quand il s’agit d’une extension à des écoulements de multicouches réactifs. Cependant,
afin de mieux appréhender le phénomène, quelques points devront être approfondis. Par
exemple, le modèle mécanique utilisé par Rousset et al. (2004) gagnerait à inclure la variation
continue des propriétés rhéologiques à travers l’interface. De plus, une loi de comportement
incluant la variation de la viscosité et l’élasticité avec le taux de cisaillement apporterait sans
doute des réponses plus proches des données expérimentales comme ça été le cas dans les
travaux de l’équipe d’Agassant. D’un point de vue expérimental, il faudra étudier la stabilité
de l’écoulement de très fines couches de polymère pour avoir une idée plus précise de
l’influence de l’interphase.
Les travaux de l’équipe d’Agassant (R. Valette, P. Laure et J.‐F. Agassant (2001, 2004) avec
une approche présentant un couplage entre le procédé/ la théorie seront ainsi choisis pour
confronter nos résultats expérimentaux dans notre démarche pour prendre en considération
l’effet d’affinité physico‐chimique dans les écoulements multicouches.
Dans cette partie, nous présenterons les résultats expérimentaux sur la stabilité de l’interface
entre deux polymères fondus fonctionnels où des phénomènes d’interdiffusion/réaction se
manifestent. Cette étude sera présentée suivant 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 permanents (rhéométrie capillaire
investiguée dans la partie B) qui donnent des défauts en extrusion simple de monocouches.
Cette étude permettra de détecter pour quelles conditions et avec quels fluides, l’étude de la
stabilité sera possible. Une tentative de corrélation entre les études des défauts d’extrusion
monocouches et les instabilités en coextrusion sera ensuite effectuée.
Partie D
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