Synthèse in situ de microparticules polyuréthane par polyaddition interfaciale dans un monomère époxyde : application comme renforts de réseaux époxyde-amine
Auteur / Autrice : | Abder-Rahim Djahieche |
Direction : | Françoise Mechin, Jean-Pierre Pascault |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Matériaux polymères et composites |
Date : | Soutenance en 2001 |
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; INSA ; 1962-1998) |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Dans ce travail nous avons étudié la synthèse d'un réseau époxyde-amine modifié par des microparticules de polyuréthane (PU) préparées in-situ par polycondensation interfaciale entre des gouttelettes de polybutadiène hydroxytéléchélique (Polyb R45 HT) insoluble, et un diisocyanate (H12MDI) dissous dans une phase continue diépoxyde (DGEBA). L'étude de la réaction homogène du R45 HT avec le H12MDI a montré que celle-ci suivait une loi cinétique d'ordre 2. Les énergies d'activation déterminées à partir des constantes de vitesse et des temps de gel concordent bien. Le recoupement de ces deux méthodes a permis d'établir que la fonctionnalité moyenne (fw(OH)) de notre élastomère était de 3,04. Par microscopie optique, nous avons mis en évidence une diffusion de la DGEBA dans la phase Polyb aux températures de réaction (80~100°C). La mise en oeuvre de la polycondensation interfaciale entre les deux phases superposées a permis de proposer un mécanisme de formation de la membrane produite, de vérifier sa perméabilité au H12MDI, et de proposer une méthode de calcul du flux diffusant. L'étude des émulsions (DGEBA-R45 HT) a permis de constater la grande stabilité des émulsions préparées sans ajout de stabilisant, et tracer le diagramme de phase du système. Le suivi de la cinétique de polycondensation interfaciale nous a conduit à proposer un nouveau modèle basé sur le schéma de la particule à coeur liquide rétrécissant. Le rapport des énergies d'activation [Ea(interfaciale)/Ea(homogène)] obtenu est de 1,23. Enfin, nous avons réalisé des multimatériaux (époxyde-PU) en réticulant la phase continue avec une diamine (MDEA). La température de transition mécanique du réseau époxyde varie assez peu. En plus des microparticules, des observations MET ont permis d'observer des nodules PU de 20 nm environ, révélateurs d'un processus d'autodispersion du Polyb dans le DGEBA. Le facteur d'intensité de contrainte critique (Kic) est amélioré d'environ 25%.