Rhéologie aux interfaces des matériaux polymères multicouches et ...

Khalid Lamnawar
INSA de Lyon
expérimentaux le prouvent. Il semble donc que l’instabilité déclenchée par la différence de
viscosité (instabilité visqueuse) est stabilisée par les phénomènes d’interdiffusion/réaction
qui sont alors le phénomène prépondérant à l’interface.
Les études théoriques menées sur des structures bicouches et tricouches semblent être
satisfaisantes notamment pour l’étude des configurations entre des matériaux incompatibles.
D’une manière générale, les prédictions données par la théorie ne sont pas en accord avec les
résultats expérimentaux obtenus sur des systèmes réactifs en bicouches ou en tricouches.
Ainsi, l’affinité physico‐chimique à l’interface polymère polymère qui est fonction de la
température, du temps de contact et le taux de fonctions réactive, demeure un paramètre clé
dont il faut tenir compte pour l’étude des instabilités interfaciales.
Nous soulignons enfin que notre démarche reste foncièrement qualitative, et au vu de la
complexité des systèmes réels, n’a d’autre espoir, pour l’heure, que de dégager quelques
paramètres fondamentaux et lignes directrices.
Ces résultats non intuitifs montrent toute la sensibilité de la stabilité des écoulements aux
conditions de procédé et aux propriétés interfaciales. Les résultats ont donc mis en mis en
exergue l’influence de l’interphase et de l’affinité physico‐chimique à l’interface sur les
écoulements stratifiés des multicouches réactifs et fonctionnels. Un couplage entre 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 couche) aux nouveaux paramètres relatifs à l’affinité physico‐chimique à l’interface
polymère polymère se manifestant physiquement par le rôle de l’interphase est nécessaire.
Perspectives :
Le présent travail a répondu à quelques questions relatives à la stabilité des écoulements
polymères fonctionnels et réactifs. Naturellement, il nous incite à proposer quelques pistes
de recherche dans une démarche pluridisciplinaire :
• La rhéo‐optique pour visualiser la compétition diffusion/réaction aux interfaces pour
mieux appréhender le phénomène et dégager ainsi les mécanismes physiques sousjacents.
• Suivi in situ par infrarouge ATR des phénomènes d’interdiffusion/ réaction aux
interfaces des polymères fonctionnels.
• Analyses des interfaces par des méthodes spectroscopiques :
o Spectroscopie de photoélectrons ESCA (XPS) ; spectroscopie d’ions secondaire
(ISS) ; Spectroscopie de masse d’ions secondaires (SIMS) pour l’analyse du
taux de réaction.
o Continuer les analyses en cours faisant appel à la microscopie à force
atomique (AFM) afin d’évaluer plus précisément l’épaisseur de l’interphase et
confirmer éventuellement les présentes études que nous avons entrepris
jusqu’à maintenant.
• Approfondir notre étude rhéologique sur l’influence des différents paramètres
procédés pour une bonne optimisation les conditions de mise en œuvre et les
propriétés finales des multicouches.
• Etude des propriétés mécaniques et rhéologiques à l’état solide des multicouches.
Conclusion générale et perspectives
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