Recherche Avancée

Thèse soutenue

Diffusivité de l'eau dans le gel polyacrylamide-eau autour de la transition vitreuse

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Auteur / Autrice : Paulo José Do Amaral Sobral
Direction : Michel Roques
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés
Date : Soutenance en 1992
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LPCI - Laboratoire de Physico-Chimie Industrielle (Lyon, INSA ; 1977-2007)

Résumé

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Pour de multiples applications industrielles: mise en forme, séchage, il est nécessaire de prévoir le transfert de matière dans les milieux polymériques déformables. Notre choix du gel de polyacrylamide et d'eau: système simple à deux constituants et une même phase, a été guidé par son caractère très complexe: milieu gonflant, existence d'une transition vitreuse-caoutchoutique dans la région hygroscopique et présence permanente d'un phénomène de relaxation moléculaire. Notre travail a consisté à mettre au point une balance précise à 0,01 mg permettant d'établir des cinétiques de sorption dans la vapeur pure. Nous l'avons équipé de contrôle de température à 0,03°C avec acquisition de toutes les données en temps réel. Les résultats montrent pour la première fois l'incidence de la transition vitreuse à température fixée: la diffusivité de l'eau subit un saut d'un facteur deux dans la région de la transition qui divise l'ensemble de la variation de diffusivité entre une phase de croissance ralentie et une phase quasi-constante (4. 35 10-¹¹ m². S-¹ à 20-40°C). On compare ces résultats de diffusivités au modèle prédictif du volume libre de Vrentas et Dudda. Sur un vaste domaine de concentration, le comportement général du transfert de matière peut s'interpréter par l'existence d'une diffusion non-fickienne associée au comportement viscoélastique selon le modèle de Durning et Tabor