Rhéologie aux interfaces des matériaux polymères multicouches et ...

Khalid Lamnawar
INSA de Lyon
Lʹobservation sʹeffectue à travers deux perçages réalisés dans les plateaux chauffants. Ces
perçages dʹun diamètre de 5 mm permettent de visualiser lʹéchantillon dans son épaisseur
par transmission de la lumière. Le centre de la zone dʹobservation est situé à 7.5 mm du
centre de la vitre. La valeur de la vitesse de cisaillement pouvant être commandée par le
logiciel correspond à la valeur de la vitesse de cisaillement au centre de cette zone. Le
cisaillement est appliqué par la rotation de la vitre inférieure, à lʹaide dʹun moteur
micrométrique, alors que la vitre supérieure reste fixe. Lʹentrefer entre les vitres,
correspondant en fait à lʹépaisseur de lʹéchantillon, est également modifiable à lʹaide dʹun
moteur micrométrique.
Lʹobservation est réalisée grâce à un microscope ORTHOPLAN à transmission optique
équipé dʹobjectifs ʺlongues focalesʺ x 20 et x 32. Ce microscope permet entre autre de
travailler en lumière polarisée ce qui permet un meilleur suivi des phénomènes de
cristallisation. La capture dʹimages sʹeffectue par le biais dʹune caméra numérique connectée
au logiciel dʹacquisition LINKSYS. Lʹenregistrement de séquences dʹimages (galeries) et de
clichés simples est possible, à noter que toutefois la zone dʹobservation est limitée à une zone
de 460 x 520 μm. Enfin, des mesures de taille de particules peuvent être réalisées grâce au
logiciel dʹacquisition LINKSYS. Si la résolution du système permet de voir des particules de
lʹordre du micromètre, la mesure de taille de particules nʹa en revanche quʹune précision de 3
μm.
Mesure de la tension interfaciale
Méthodes de mesure
La connaissance de la tension interfaciale dʹun couple de polymères est indispensable. Du
point de vue théorique, il est possible pour la plupart des polymères de déterminer la tension
interfaciale dʹun mélange à partir de tables. Du point de vue expérimental, il existe de
nombreuses techniques de détermination dont deux se distinguent : les méthodes à
lʹéquilibre et les méthodes transitoires.
La méthode à lʹéquilibre la plus utilisée est celle de la goutte pendante. Lʹinconvénient de
cette technique réside dans le temps nécessaire à la mesure. Dans certains cas, la température
associée au temps de mesure peut conduire à la dégradation thermique dʹun des constituants.
Les méthodes transitoires sont plus rapides à mettre en œuvre. Parmi ces méthodes, nous
pouvons citer la rupture dʹun filament, la rétraction de la gouttelette déformée, la fibre
enrobée et enfin la rétraction du disque enrobé. Ces méthodes transitoires sont plus
avantageuses, car elles donnent notamment accès à une valeur de la tension interfaciale plus
proche de la réalité des mélanges. Ces différentes méthodes ont été décrites par Xing et al. Il
existe une autre méthode quelque peu singulière qui consiste à effectuer une mesure
rhéologique de cisaillement dynamique à faible amplitude. Le calcul de la tension interfaciale
est basé sur le modèle dʹémulsion de Palierne. Cette méthode est lourde à mettre en œuvre et
la précision sur la mesure reste assez faible. De par le matériel à notre disposition, nous
avons décidé de mesurer la tension interfaciale de nos mélanges par la méthode de la
rétraction de la gouttelette déformée.
Annexes
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