Polycondensation par extrusion réactive d'une bisoxazoline et d'oligomères diacides carboxyliques

= Polycondensation by reactive extrusion of a bisoxazoline and diacids oligomers

• Auteur / Autrice : Yvan Chalamet
• Direction : Mohamed Taha
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne1992?-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LMM - Laboratoire des Matériaux Macromoléculaires (Lyon; INSA1962-1998)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rhéologie

Amides

Extrusion (mécanique)

Résumé

L'objectif de cette thèse est l'étude de systèmes diacide/bisoxazoline : le polyamide 12 termine dicarboxyle (PATD) et la (1,3 phénylène)(bisoxazoline) (PBO), et d'un acide gras dicarboxylique (AGD)/PBO en vue de la modélisation du procédé d'extrusion réactive. Un modèle d'ordre 2, développé à l'aide d'un système modèle, a montré l'équiréactivité de la PBO. L'application de ce modèle aux données du système AGD/PBO permet de le valider. Par contre la réaction PATD/PBO, effectuée à plus haute température, ne vérifie pas ce modèle. En ne détectant pas de réactions secondaires par analyses Rmn #1#3c nous en concluons que la divergence des résultats viendrait de l'évaporation de la PBO. Ce problème a été résolu en utilisant un réacteur sous pression ; l'étude du comportement rhéologique des étalons AGD/PBO et PATD/PBO montre que la viscosité des deux systèmes est newtonienne et évolue, avec la température, suivant une loi d'Arrhenius. Nous proposons un modèle réhocinétique pour le système AGD/PBO. La présence de réactions de dégradation et l'évaporation de la PBO font que le modèle n'ajuste pas les valeurs expérimentales de la viscosité du système PATD/PBO. L'étude de la réaction PATD/PBO en extrusion consiste à évaluer les effets des conditions d'extrusion sur le taux d'avancement de la réaction et sur le temps de résidence. Nous mettons en évidence le rôle important de la vitesse de rotation des vis et de la température. Les interprétations de ces résultats sont étayées par des calculs de simulations du profilé des températures et des écoulements dans une extrudeuse à bivis corotatives. Toutefois nous notons une sous-estimation des temps de résidence et une surestimation du taux d'avancement de la réaction même si les tendances générales de leur évolution sont respectées. Ceci montre la nécessité de coupler l'avancement de la réaction à la viscosité et de l'intégrer au modèle pour que les résultats de simulation soient plus proches de la réalité.

The aim of this work is the study of diacid/bisoxazoline systems: carboxyl terminated polyamide 12 (PATD)/(1,3 phenyl)(bisoxazoline) (PBO) and flat di ac id (AGD)/PBO in sight of the mode Jing of reactive extrusion. A kinetic model, developed for a model system, shows the equireactivity of PBO. This model is validated for AGD/PBO system but does not fit the experimental data of the reaction between PATD and PBO carried out at higher temperature. The NMR analysis doesn't show any particular side reactions, so the divergence of these results would be caused by evaporation of PBO. This problem has been solved by using an autoclave. The study of rheological behavior on AGD/PBO and PATD/PBO standard samples shows that the viscosity of these systems is Newtonian and its evolution with the temperature follows a Arrhenius law. We propose a rheokinetic model for AGD/PBO system. In the presence of degradation reactions and the evaporation of PBO this model doesn't fit the experimental data of PATD/PBO system. The study of PA TD/PBO reaction in extrusion consisted to note the influence of experimental conditions on the reaction conversion and residence time. The interpretation of these results Jeans on calculations of simulation of the temperature profile and flow in a twin screw extruder. But even if the general trends of calculated and experimental evaluations are close, we note an underestimation of residence time and overvaluation of then reaction conversion. This shows the necessity to couple the reaction conversion to the viscosity and to integrated them at the calculation to obtain a model more close to the reality.