Création in situ d'une phase thermodurcissable dans une matrice polyoléfine par extrusion réactive

In situ creation of thermosetting phase in a polyolefin matrix by reactive extrusion

• Auteur / Autrice : Luísa Barroso Gago
• Direction : Véronique Bounor, Philippe Cassagnau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux polymères
• Date : Soutenance le 18/02/2021
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1992?-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ingénierie des Matériaux Polymères (Auvergne Rhône-Alpes ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Éliane Espuche
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Véronique Bounor, Philippe Cassagnau, Jean-Jacques Robin, Michel Bouquey, Ana Vera Machado
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Jacques Robin, Michel Bouquey

Mots clés

Mots clés contrôlés

Extrusion réactive

Polypropylène

Thermodurcissables

Thermoplastiques

Mots clés libres

Extrusion réactive

Polypropylène

Thermodurcissable

Reactive extrusion

Polypropylene

Thermoset

Résumé

Cette thèse a pour objectif d’exploiter une gamme de thermoplastique/thermodurcissable à base de polyoléfines et en particulier le polypropylène (PP). Deux types de systèmes thermodurcissables ont été retenus : un système type époxy/amine et un système époxy/durcisseur phénolique, compatibilisés avec la phase thermoplastique par un polypropylène greffé anhydride maléique (PP-g-MA). Le but de ce travail de thèse est de comprendre les mécanismes de réaction et leurs avancements au cours de l’étape de dispersion dans la matrice polyoléfine pendant l’opération d’extrusion réactive ainsi que le lien entre morphologies finales obtenues, les propriétés macroscopiques, en particulier mécaniques, et la cristallinité du matériau. Pour ce faire, les principaux axes à développer sont tout d’abord, l’étude complète des systèmes thermodurcissables et leur réaction en présence de PP hors extrusion (déduire des tendances, des mécanismes de compréhension pour pouvoir les généraliser) ainsi que l’étude de la miscibilité des différents systèmes. De plus, nous avons transposé ces observations au matériau extrudé. Par la suite, une étude complète de ce matériau nous a permis de relier morphologie, propriétés mécaniques et apparition d’une nouvelle phase cristalline b grâce à la création in situ de thermodurcissable. Finalement, l’utilisation de ce nouveau matériau développé dans des composites renforcé fibre de verre, s’est avérée être une excellente solution pour la tenue au fluage.

This thesis aims to exploit a range of thermoplastic / thermosetting based on polyolefins and in particular polypropylene (PP). Two types of thermosetting systems were selected: an epoxy / amine type system and an epoxy / phenolic hardener system, compatibilized with the thermoplastic phase by a polypropylene grafted with maleic anhydride (PP-g-MA). The purpose of this thesis work is to understand the reaction mechanisms and their advancements during the step of dispersion in the polyolefin matrix during the reactive extrusion as well as the link obtained between final morphologies, the macroscopic properties, in particular mechanical, and the crystallinity of the material. In order to do this, the main axes to be developed are, first of all, the complete study of thermosetting systems and their reaction in the presence of PP outside extrusion (deducing trends, understanding mechanisms to be able to generalize them) as well as the study of the miscibility of the different systems. In addition, we have transposed these observations to the extruded material. Subsequently, a complete study of this material allowed us to link morphology, mechanical properties and the appearance of a new crystalline b-phase thanks to the in situ creation of thermosets. Eventually, the use of this new material developed in fiberglass reinforced composites, proved to be an excellent solution for creep resistance.