Compréhension et optimisation de la dispersion du carbonate de calcium dans une résine polyester insaturée

par Julien Kiehl

Thèse de doctorat en Chimie des matériaux

Sous la direction de Christelle Delaite et de Sophie Bistac.


  • Résumé

    L’objectif de ce travail est d’adapter une formulation dispersante mise au point par la société Mäder à la dispersion de carbonate de calcium (CaCO3) dans une résine polyester insaturée (UP). Le carbonate de calcium est utilisé en tant que charge dans les matériaux composites à matrice thermodurcissable et en particulier dans les SMC (Sheet Molding Compound). Le rôle de cette formulation est de diminuer les viscosités de résines UP fortement chargées tout en conservant voire en améliorant les propriétés mécaniques des composites formés par un renforcement de l’interface charge / matrice. Trois grands axes ont été développés au cours de ce travail : - le comportement rhéologique d’un mélange CaCO3/résine UP a été déterminé et la formulation dispersante a été optimisée ; - la nature des interactions entre les différents constituants de la formulation dispersante et la surface du CaCO3 a été mise en évidence ; - de nouveaux polymères permettant une dispersion plus efficace de la charge dans la résine ont été synthétisés. Le mélange CaCO3 / résine UP présente un comportement rhéologique complexe. L’optimisation de la formulation dispersante a permis d’augmenter de plusieurs pourcents le taux de charge tout en conservant des viscosités inférieures à celle autorisée par le procédé industriel. L’étude des interactions des constituants de la formulation avec le carbonate de calcium a permis de déterminer les fonctions les plus réactives et de comprendre leur interaction avec la surface de la charge. La synthèse de nouveaux dispersants a également été effectuée. Ces derniers ont ensuite été testés dans l’application et ont montré une efficacité à disperser le CaCO3 dans la résine UP.

  • Titre traduit

    Comprehension and optimization of a calcium carbonate dispersion in an unsatured polyester resin


  • Résumé

    The aim of this study is to adapt a dispersive formulation developed by the Mäder group to the dispersion of calcium carbonate (CaCO3) in an unsaturated polyester resin (UP). The CaCO3 is commonly used as filler in the domain of composites especially for Sheet Molding Compound (SMC). This dispersive formulation is able to decrease the viscosity of UP resin containing a high amount of filler. In addition, the mechanical properties of composites could be increased by reinforcing the filler / matrix interface. Three main ways have been studied: - characterization of the rheological behavior of CaCO3 / polyester blends and optimization of the dispersive formulation ; - determination of the interactions between the dispersive formulation components and the CaCO3 surface ; - synthesis of new polymers in order to improve the CaCO3 dispersion in an organic matrix. A complex rheological behavior has been observed for CaCO3 / polyester blends. The dispersive formulation improvement led to an increasing of the filler percentage by keeping the viscosity under the industrial limit. The most reactive functions with the CaCO3 surface have been identified by studying the interactions between the dispersive formulation components and the CaCO3 surface. New dispersing agents have been synthesized. Their efficiency has been demonstrated for the dispersion of CaCO3 in a UP resin.



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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2012 par Université de Haute Alsace à Mulhouse

Compréhension et optimisation de la dispersion du carbonate de calcium dans une résine polyester insaturée


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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2012 par Université de Haute Alsace à Mulhouse

Informations

  • Sous le titre : Compréhension et optimisation de la dispersion du carbonate de calcium dans une résine polyester insaturée
  • Détails : 1 vol. (220 p.)
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