Étude expérimentale et modélisation d'un procédé d'élaboration par extrusion réactive de mélanges de polymères compatibilisés : caractérisation hydrodynamique du procédé : couplage des processus de plastification et de fonctionnement de polymères par greffage

Reactive extrusion processing of compatibilized polymer blends : experimental study and modelling

• Auteur / Autrice : Mathilde Mercier
• Direction : Fernand Pla
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sandrine Hoppe, Guo Hua Hu, Jean-Pierre Puaux, Mosto Bousmina

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composites polymères

Modèles mathématiques

Matières plastiques -- Extrusion

Résumé

Ces travaux ont pour but un meilleur contrôle de procédés d'extrusion réactive, de greffage et de compatibilisation de polymères immiscibles. Or, un procédé d'extrusion réactive est le résultat de couplages complexes entre des processus physiques et chimiques. Cette étude s'intéresse au développement d'outils de caractérisation en 'ligne de ce type de procédés ainsi qu'aux interactions entre les différents processus impliqués. La première partie concerne la caractérisation des zones de fonctionnement d'une extrudeuse, et en particulier la zone de fusion. Différentes méthodes sont proposées pour déterminer la distribution des temps de séjour locaux, à travers la mise en place d'un système de détection en ligne, le principe de convolution et la modélisation de certaines zones de fonctionnement. Ces zones peuvent ainsi être caractérisées en terme de temps de séjour, d'écoulement et de macromélange. L'un des objectifs de ce travail est d'étudier le rôle de la fusion d'un polymère au cours d'un procédé réactif. Cette étude propose également une caractérisation en ligne de l'état de fusion du polymère. La deuxième partie est consacrée au contrôle d'une étape de greffage, et en particulier de la distribution des greffons. Un procédé de compatibilisation nécessite souvent une étape de fonctionnalisation par greffage. Les objectifs annoncés sont le contrôle de la distribution des greffons et l'amélioration d'une étape de compatibilisation ultérieure. Dans ce contexte, ce travail met en évidence l'influence des processus de fusion (ou de plastification) et de mélange des réactifs sur cette distribution des greffons. Les processus physiques étant indissociables de la cinétique de greffage, une modélisation globale du greffage est présentée. Enfin, à partir du contrôle de la distribution des greffons, une étude est menée pour améliorer la morphologie d'un mélange de polymères compatibilisés.