Rhéologie aux interfaces des matériaux polymères multicouches et ...

Khalid Lamnawar
INSA de Lyon
Effet des matériaux et conditions expérimentales sur l’adhésion
interfaciale
Type d’agent compatibilisant
Les travaux de Ozen et al. [2005] montrent que pour stabiliser l’interface PP/PA6, il est
possible d’utiliser:
‐ des PP greffés anhydride maléique, dont le rôle est de réagir avec l’extrémité du PA6 pour
former un copolymère PP‐co‐PA6,
‐ des copolymères blocs poly(éthylène‐b‐oxyéthylène) PE‐b‐PEO mélangés au PP.
L’étude montre que le copolymère se place spontanément à la surface du polymère extrudé.
Ozen a par ailleurs coextrudé un film bicouche de mélange (PP+PE‐b‐PEO) et de PA, et
obtient un renforcement de l’interface qu’il attribue à la présence du copolymère. Ozen a
montré ainsi que les deux types de comptabilisation, réactive et non réactive, sont efficaces
pour former une interface stable.
Par contre, Cole et Macosko [2000 et 2002] ont décrit qu’il est plus efficace d’utiliser des
copolymères formés in situ plutôt que préformés en raison du risque de formation de
micelles. Ils ont réalisé une étude de la miscibilité du PP greffé anhydride maléique (PPgAM)
avec le PP en fonction du taux de PP greffé (PPg) et ont constaté une perte de miscibilité
pour des taux supérieurs à 2,7% de PPg. La conséquence est une séparation de phase lors de
la cristallisation, ce qui se traduit par une diminution de la force de pelage.
Effet de la longueur des chaînes greffées, du taux de greffage, de la microstructure et de la
nature du polymère polaire
Kamykowski [2000] a coextrudé des films cinq couches PP/(PP+PPg)/PA6/(PP+PPg) et étudié
par pelage leur adhésion à l’interface (PP+PPg)/PA6. L’effet de la longueur de chaîne du PPg
n’est notable que pour les films les plus fins (le temps ouvert à la réaction est alors le plus
faible): les chaînes courtes qui peuvent migrer plus vite vers l’interface favorisent l’adhésion.
L’auteur montre ensuite que la force de pelage augmente avec l’augmentation du taux de
PPg. L’adhésion ne dépend pas de la longueur de chaîne du PA6 utilisé pour la couche
centrale, sauf pour les films les plus fins: elle est meilleure pour des PA6 courts parce que
d’avantage de sites réactifs sont disponibles. Par contre si le PA6 est remplacé par de I’EVOH,
l’adhésion diminue. Ce résultat est attribué au fait que I’EVOH a moins de sites réactifs que
le PA6.
Effet de la température, vitesse de ligne, température du rouleau thermostaté, orientation des
chaînes
Il est généralement très délicat d’envisager l’amélioration de l’adhésion en modifiant les
paramètres d’extrusion, étant donné les contraintes liées à la production industrielle de ces
films, le refroidissement rapide des assemblages constituant le point le plus délicat. Il est
toutefois utile d’avoir en tête l’effet qualitatif de modifications de certains de ces paramètres.
Ainsi :
Annexes
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