Phénomènes d'interactions et d'auto-organisations de nanoobjets fibrillaires dans une matrice polymère
Résumé
Le renforcement des polymères est très souvent réalisé par des nanocharges en raison de leurs
grandes surfaces de contact, jouant un rôle particulier sur leurs comportements. Parfois de formes
analogues à celles de fibres, ces charges jouent un rôle important dans les propriétés thermiques,
mécaniques, optiques ou barrières et permettent de renforcer un matériau à l’aide d’une faible
concentration de matière.
Cette étude s’intéresse à la dispersion de nanofibres de sépiolite, une argile naturelle, dans une
matrice polymère. L’utilisation de cette argile minérale est très répandue dans le domaine des
polymères [1] du fait de sa forme aciculaire, de son faible coût ainsi que de son abondance. Via
différents procédés et traitements, nous allons voir qu’il est possible de modifier les mécanismes de
dispersion de cette charge au sein d’une matrice polymère et donc de modifier les propriétés finales
des composites synthétisés. Les résultats obtenus à partir de deux méthodes de dispersion seront
comparés: (i) l’ultraturrax qui permet l’obtention de microdispersions et (ii) la sonification qui
permet l’obtention de nanodispersions. La morphologie des mélanges et la qualité de la dispersion
des charges ont été caractérisées par microscopie électronique à balayage (MEB). Les interactions
entre les fibres et la matrice ont été suivis au cours du temps par rhéométrie (suivi des modules
viscoélastiques, et donc de la reconstruction du réseau minéral, après un pré-cisaillement). Les
propriétés thermomécaniques des matériaux composites ont pu être évaluées grâce à la
thermogravimétrie (TGA) et à l’analyse mécanique dynamique (DMA).
Références
[1] Volle, N.; Giulieri, F.; Burr, A.; Pagnotta, S.; Chaze, A. M., Controlled interactions between
silanol groups at the surface of sepiolite and an acrylate matrix: Consequences on the thermal and
mechanical properties. Materials Chemistry and Physics 2012, 134 (1), 417-424.