Rhéologie aux interfaces des matériaux polymères multicouches et ...

Khalid Lamnawar
INSA de Lyon
‐ la comparaison de la viscosité des mélanges PEg/EVOH et PE/EVOH : la viscosité est plus
élevée lorsque le liant contient du PE greffé, ce dernier réagissant avec l’EVOH pour former
des copolymères.
Botros [1996] a analysé également l’analyse de faciès de rupture des bras pelés. Au préalable
de l‘analyse au microscope électronique à balayage (MEB), les surfaces sont marquées à
l’iode: l’EVOH fixe sélectivement l’iode qui apparaît en foncé au MEB. L’auteur observe
quelques résidus de PE sur la face EVOH et conclu à une rupture mixte: adhésive et cohésive.
La rupture cohésive est définie comme étant une fissure qui se propage dans un seul
matériau (loin d’une interface), et une rupture adhésive comme étant une fissure qui se
propage à l’interface entre deux matériaux.
Conclusion
Nous retiendrons des études menées sur des échantillons réalisés par recuit longs (plus de 45
minutes) que l’adhésion entre polymères semi cristallins est subtile et encore la comprise
malgré les travaux menés ces vingt dernières années.
A l’exception des travaux des équipes de Macosko et Léger, toutes les études menées sur les
propriétés adhésives des matériaux multicouches ont étés réalisées, sur des assemblages
réalisés au laboratoire, par recuit des joints sous pression. Ce protocole impose des temps de
recuits longs (au moins 45 min), et des cinétiques de refroidissement lentes (à cause de
l’inertie thermique du moule maintenant l’assemblage pendant la pression sous recuit),
contrairement aux conditions rencontrées en coextrusion (température, temps de contact
court, etc). Toutefois, toutes ces études se penchent plus sur la relation adhésion et
cristallinité. Elles sont limitées pour donner une vision beaucoup plus générale de la
problématique avec un couplage entre les facteurs classiques introduits dans l’évaluation des
cartes de stabilité (rapport des viscosités et d’élasticité des différentes couches, la
cinématique de l’écoulement et l’épaisseur de chaque couche) avec le taux de réaction ou de
compatibilisation à l’interface polymère/polymère.
Les études menées sur l’adhésion entre couches coextrudées montrent que celle‐ci est
favorisée lorsque l’interface entre polymères incompatibles est renforcée avec des
copolymères formés in situ, que les blocs de copolymères sont longs, que le taux de greffage
de la polyoléfine est élevé, que le nombre de sites réactifs du polymère polaire est élevé, et
que la microstructure est régulière. Il semble aussi possible de modifier le temps ouvert à la
réaction de formation des copolymères pour obtenir une meilleure adhésion, mais cette
opération apparaît comme très délicate, pour le moins au vu des études existantes pour
lesquelles l’adhésion est quantifiée via une mesure de force de pelage. Par ailleurs, les
travaux de Cole et Macosko ainsi que ceux de Bondil, Léger et al. présentent une grande
complémentarité concernant l’étude des propriétés adhésives des multicouches après
coextrusion. Toutefois, aucune corrélation n’a été mise en évidence entre les instabilités
interfaciales et les propriétés adhésives qu’on peut générer.
Annexes
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