Thèse soutenue

Développement et modélisation cinétique de résines pour des matériaux composites avancés à base de polymères thermoplastiques
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Auteur / Autrice : Alexander Zoller
Direction : Didier Gigmes
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences chimiques
Date : Soutenance le 20/10/2016
Etablissement(s) : Aix-Marseille
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences Chimiques (Marseille)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie Radicalaire (ICR) (Marseille)
Jury : Président / Présidente : Patrick Lacroix-Desmazes
Examinateurs / Examinatrices : Yohann Guillaneuf
Rapporteurs / Rapporteuses : Thomas Junkers, José M. Asua

Résumé

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L’objectif de cette thèse est de développer un matériau à base de polyméthacrylate de méthyle (PMMA) amorcé par une réaction redox à température ambiante pour produire des composites thermoplastiques. Plus particulièrement, notre travail a consisté à étudier le mécanisme d’amorçage afin d’améliorer la formulation de la résine en terme de cinétique de polymérisation. Afin d’atteindre cet objectif, les paramètres d’Arrhenius de la décomposition d’amorceur ont été déterminés et intégrés dans un modèle de simulation numérique décrivant la polymérisation du MMA à température ambiante développé à l’aide du logiciel PREDICI. Basé sur cette simulation, des différents paramètres ont été testés dans le but de diminuer le temps de polymérisation. En complément de la détermination des paramètres du système d’amorçage, une étude de copolymérisation avec un grand nombre de comonomères a été effectuée. Cette étude a conduit à l’identification d’un monomère permettant d’accélérer la vitesse de polymérisation : le méthacrylate d’acetoacetoxyethyle (AAEMA). Une étude cinétique de ce monomère a été réalisée avec l’identification du coefficient de la vitesse de propagation kp ainsi que les paramètres de copolymérisation avec MMA, rMMA et rAAEMA. Les paramètres cinétiques, qui ont été déterminés expérimentalement, ont été vérifiés par une simulation numérique de copolymérisation de MMA et AAEMA.