Propriétés rhéologiques de suspensions d'oxyde de titane dans des solutions de polymères

par Omar Anis Harzallah

Thèse de doctorat en Sciences de l'ingénieur

Sous la direction de Dominique Dupuis.

Soutenue en 1999

à Mulhouse .


  • Résumé

    Les suspensions de particules d'oxyde de titane interviennent dans bon nombre de processus industriels, en particulier dans le domaine textile. Le but du travail a été d'examiner l'influence de la rhéologie de la phase continue sur celle de la suspension. Pour cela, deux fluides modèles ont été définis : une solution de polyisobutylène de masse élevée dans la décaline et un mélange d'huile de polybutène et de décaline. Les concentrations des différents composants ont été choisies de telle sorte que la viscosité à gradient nul soit la même dans les deux cas et de manière à obtenir des suspensions stables. Les suspensions ont été préparées avec deux types de TiO2 qui diffèrent par la présence ou non d'un traitement de surface destiné à prévenir la formation d'agrégats. Les deux types de poudre ont fait l'objet de caractérisations par différentes techniques. L'étude rhéologique comporte des mesures de la viscosité en fonction du gradient de vitesse, de la viscosité en fonction du temps à contrainte fixée ainsi que des mesures de la viscosité dynamique et du module complexe en écoulement de cisaillement oscillatoire. On note qu'une phase continue constituée d'une solution de longues chaînes macromoléculaires favorise l'apparition d'un seuil de contrainte à faible fraction volumique. Une analyse fine du phénomène en fonction de la température permet de suivre l'apparition et le développement de la contrainte seuil. L'étude de la viscoélasticité linéaire met clairement en évidence l'influence de la fraction volumique en particules solides. Lorsqu'elle augmente, le module élastique tend à devenir constant en fonction de la fréquence avec un angle de perte très faible. Le fluide a alors un comportement presque purement élastique ce qui est en bon accord avec l'existence d'un seuil d'écoulement.


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