Applications des méthodes de l'analyse thermique à l'étude du vieillissement des polymères

Applications of thermal analysis methods to the study of aging of polymers

• Auteur / Autrice : Mohamedou Isselmou Mohamed Habib
• Direction : Mohamed Baba
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie-Physique
• Date : Soutenance le 05/12/2013
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences fondamentales (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie de Clermont-Ferrand (Aubière, Puy-de-Dôme ; 2012-....) - Institut de Chimie de Clermont-Ferrand - Clermont Auvergne / ICCF
• Jury : Président / Présidente : Jean-Marie Nedelec
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mohamed Baba, Sandrine Thérias, Laurent Ferry
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Laurent Gonon, Isabelle Royaud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polymères -- Détérioration

Mots clés libres

Analyse thermique

Vieillissement thermique

Vieillissement photochimique

Polymères

Dégradation

Thermal analysis

Thermal aging

Photochemical aging

Polymers

Degradation

Résumé

Ce travail de thèse s‟articule autour de l‟apport des techniques de l‟analyse thermique à l‟étude et au suivi des phénomènes de vieillissement thermique et photochimique des matériaux polymères. Après une étude bibliographique sur l‟état de l‟art dans ce domaine, la thèse a présenté les résultats obtenus lors de l‟application de l‟Analyse Thermique Différentielle (DSC) à l‟étude du vieillissement de ces matériaux. Le travail de cette partie a porté sur la cristallinité du Poly (Acide Lactique) (PLA) et du Poly (Ethylène Téréphtalate) (PET). Une corrélation a été établie entre les résultats issus de la DSC et ceux obtenus par Spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier (FTIR) en ce qui concerne l‟évolution de la cristallinité au cours du vieillissement du polymère. Une seconde partie du travail a porté sur le suivi des propriétés thermo-optiques par photo-DSC. Ce travail a été illustré par l‟étude du Poly (Chlorure de Vinyle) (PVC). Une dernière section de ce travail s‟est attachée au suivi, par DSC et par Analyse Thermogravimétrique (ATG), de la diffusion de l‟eau dans la matrice polymère en cours de vieillissement. Ici, c‟est la technique dite thermoporosimétrie qui a été choisie. Les résultats ont été comparés à ceux obtenus par le couplage ATG-DSC-Humidité. Le travail, dans cette partie, a porté sur le PolyIsoprène (PI) et sur le PolyDiMéthylSiloxane) (PDMS).

This work focuses on the contribution of thermal analysis techniques to the multi-scale study and monitoring of the phenomena of thermal and photochemical aging of polymer materials.After a bibliographic study on the state of the art in this field, the thesis presented the results obtained during the application of the Differential Scanning Calorimetry (DSC) to the study of the aging of these materials. First of all, this part focused on the crystallinity of Poly (Lactic Acid) (PLA) and Poly (Ethylene Terephthalate) (PET). A correlation was established between the results obtained from the DSC and those obtained by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) with respect to the evolution of the crystallinity during aging of the polymer.Furthermore, our work focused on the follow-up of the thermo-optical properties by photo-DSC. This work was illustrated by the study of Poly (Vinyl Chloride) (PVC).A final section of this work focuses on the DSC and ThermoGravimetric Analysis (TGA) monitoring of the diffusion of water in the polymer matrix during aging. Here, the technique known as Thermoporosimetry was chosen. The results were compared with those obtained by coupling ATG-DSC-Moisture. The type of products which are chosen in this part of study, were Polyisoprene (PI) and on PolyDiMethylSiloxane (PDMS).