Rhéologie aux interfaces des matériaux polymères multicouches et ...

Khalid Lamnawar
INSA de Lyon
couches, deux ou plusieurs polymères peuvent être alternativement combinés dans une
centaine voire quelques milliers de couches, nous pouvons ainsi générer une grande quantité
définissant l’aire interfaciale équvalent à celui du mélange (Lamnawar K, Maazouz A [2007]).
Zhao et Macosko [2001] ont coextrudé des structures allant de 2, 32, et 128 couches
alternatives dans le même film. Les viscosités en régime dynamique et permanent de ces
structures ont été premièrement mesurées par le rhéomètre capillaire et ensuite en régime
dynamique avec une géométrie plan/plan. Les auteurs ont remarqué que la viscosité du
système (déterminée en régime permanent) est plus faible que celle des deux polymères. Les
auteurs ont remarqué également que la viscosité dynamique est la même que celle des deux
constituants. Ils ont observé que la perte de charge dans ce cas des multicouches coextrudés
présentait également une valeur plus faible que celle dans celui des deux polymères. Elle
diminue ainsi avec l’augmentation du nombre de couches. A partir de ces résultats, le
paramètre de glissement a été estimé. D’après les auteurs, l’addition d’un bloc de
copolymère aurait tendance à supprimer le glissement interfacial.
La déviation de la viscosité apparente ηapp de son homologue η0 sont données par
l’expression suivante :
( η
3
0
- ηapp
) 2Ie
N
= ∝ b χ
Équation 39
η L N
app
3
e
avec : L, la longueur de la couche de polymère.
Indépendement de ces travaux, Lam et al. [2003] ont démontré l’existence d’un glissement
interfacial dans un couple PE/PS via l’outil rhéoptique. Ces auteurs présentent ainci un
modèle se basant sur une approche énergetique pour quantifier le glissement interfacial.
Rhéologie élongationnelle des multicouches réactifs
Dans une étude récente sur la coextrusion des multicouches, Macosko et al [2002] font appel
aux réactions interfaciales entre deux couples de polymères (PEbd‐ greffé GMA et PE‐ greffé
Anhydride Maléîque AM). Ils étudient plusieurs problèmes à savoir :
• la diffusion moléculaire entre les couches de polymères,
• l’interdiffusion et la délamination à l’interface,
• la vitesse des réactions interfaciales et la viscoélasticité des interfaces.
Les auteurs ont utilisé un rhéomètre élongationnel pour quantifier l’épaisseur de l’interphase.
Elle était modélisée en fonction du coefficient d’autodiffusion du polymère.
En outre ils ont montré que l’épaisseur de l’interphase augmente avec le temps de résidence
des deux couches et que les coefficients de diffusion mutuelle des chaînes de
macromolécules suivent la loi de Fick et diminuent au fur à mesure de l’avancement de la
réaction interfaciale.
Partie A : Etat de l’art
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