Élaboration et caractérisation de matériaux polymères poreux modèles à base d’émulsions contrôlées

Elaboration and characterization of porous polymer model materials based on calibrated emulsions

• Auteur / Autrice : Gaétane Ceglia
• Direction : Olivier Mondain-Monval, Véronique Schmitt
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physico-Chimie de la Matière Condensée
• Date : Soutenance le 20/12/2011
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche Paul Pascal (Pessac ; 1963-....)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Richetti
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bernard Cabane
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Lazhar Benyahia, François Lequeux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Propriétés mécaniques

Mousses (matériaux)

Mots clés libres

PolyHIPEs

Émulsions monodisperses

Comportement mécanique

Polymérisation

Matériaux poreux

Structure

Module de compression

PolyHIPEs

Calibrated emulsions

Mechanical behavior

Polymerization

Porous materials

Structure

Young's modulus

Résumé

Des mousses de polymères modèles sont élaborées à partir d’émulsions afin d’en étudier les propriétés. De telles mousses sont intéressantes dans des applications variées d’amortisseurs (sécurité passive), de filtres ou d’isolation. Les objectifs de cette étude sont de comprendre l’origine des propriétés mécaniques des mousses et d’identifier les paramètres structuraux les plus pertinents. Pour cela, la première étape consiste en la fabrication de mousses de morphologies contrôlées à partir d’émulsions monodisperses très concentrées. Par polymérisation de la phase continue des émulsions, des mousses solides modèles à taille de cellules contrôlées et de porosité ouverte sont obtenues. Ensuite la structure de ces matériaux poreux est analysée et comparée à celle des émulsions initiales. Enfin, ces mousses sont caractérisées mécaniquement en compression. Nous présentons les résultats obtenus en variant de manière contrôlée la taille des pores et leur fraction volumique et les confrontons aux modèles existants.

Polymer foams are cellular materials commonly used for safety applications in many industrial sectors (aeronautic, passive safety, gears…). To even improve their performances, the link between their structural parameters (cell sizes, density...) and their mechanical behaviour should be better understood and modelled. A way of producing such foams is to polymerize the continuous phase of highly concentrated emulsions. The advantage of such an emulsion-based strategy is that it becomes possible to take advantage of the good control over emulsion parameters (drop size, dispersed phase volume fraction, continuous phase composition) to elaborate model foams with cells and pores having narrow size distributions. The production of model foams makes it possible to determine independently the influence of each parameter on the compression modulus and to compare the results with existing models.