La miniaturisation des pièces est une étape importante pour la progression de la microtechnologie dans plusieurs domaines (connectique, médical, optique, microsystèmes mécaniques). Pour cela, le moulage par microinjection, semble être la solution clé pour la production à grande échelle de micro-composants de polymères. Pour les polymères semi-cristallins, la cristallisation, sous fort taux de cisaillement et sous des vitesses de refroidissement élevées (about 100 K/s), induit des morphologies et des propriétés spécifiques. Elle prend donc une importance considérable dans le processus de microinjection par rapport au moulage par injection classique où les épaisseurs injectées sont généralement supérieures à 1 mm. Ces microstructures ont une grande influence sur les propriétés mécaniques du produit final. La prédiction de ces propriétés à partir de la description de la microstructure est un défi technique et scientifique. Durant cette thèse, deux polymères semi-cristallins ont été microinjectés, le polyéthylène haute densité et le polyamide 12. Les analyses obtenues par la microscopie otiques montrent que les morphologies cristallines varient entre les micro- et les macro-pièces. Tandis que la morphologie de ‘peau-cœur' est présente dans les macropièces, les micropièces présentent une morphologie plutôt particulière. Les analyses combinées de diffusion et de diffraction des rayons X (SAXS et WAXS) avec un microfaisceau synchrotron, nous ont permis de déterminer la microstructure induite par le processus de microinjection dans toute l'épaisseur des pièces. Nous avons constaté que la morphologie et les orientations cristallines induites sont très dépendantes des conditions d'injection ou de microinjection. Une diminution de l'épaisseur, de la vitesse et de la température du moule, augmente l'orientation cristalline en limitant la relaxation des chaînes de polymères. / The components miniaturization is an important step in the evolution of micro technology in several domain (connectivity, medical, optical, mechanical, microsystems). For this purpose, the micro-injection molding seems to be the key solution for the large-scale micro-polymer components production.The crystallization of the semi-crystalline polymers under high shear and cooling rates (about 100 K / s), induces specific properties and morphologies, consequently, it takes a substantial importance in the process of micro-injection compared to conventional injection molding where the usually injected thicknesses is over 1 mm. These micro-structures have a great influence on the mechanical propertie of the final product. The prediction of the final product's properties based on the illustration of the micro-structure is a technical and scientific challenge. In this thesis, two semi-crystalline polymers were micro-injected, the high density polyethylene and the polyamide 12. The obtained analyzes with the use of an optical microscope showed that the Morphology of Crystals vary between micro-and macro-pieces. While the morphology of 'peau-cœur' is present in the macro-pieces, the micro-parts have a particular morphology. The combined analysis of diffusion and X-ray diffraction (WAXS and SAXS) along with the synchrotron microbeam, has allowed us to determined the micro-structure induced by the micro-injection process throughout the thickness of the pieces.We have identified that the morphology and the induced crystal's orientation are very dependent on the conditions of injection or micro-injection. The decrease of the thickness,speed and temperature of the mold will increase the crystal orientation by limiting the relaxation of the polymer chains.

Ce travail s’inscrit dans le projet de développement des réservoirs essence pour voitures à partir des formulations Polyamide 6,6 (PA6,6). Le PA6,6 est un bon candidat pour des applications techniques car il possède des bonnes propriétés thermomécaniques rapportés à son poids. Ces formulations doivent montrer des bonnes propriétés barrière aux essences classiques, aux biofuels (essence contenant de l’éthanol) et aussi à l’eau qui est présente dans l’atmosphère, tout en ayant une bonne tenue aux chocs.Les enjeux scientifiques sont la meilleure compréhension des interactions entre le PA6,6 et des solvants purs de polarités et tailles différentes mais aussi des mélanges ternaires composés d’éthanol, toluène et isooctane à différentes concentrations et qui modélisent les biofuels. On veut aussi étudier l’effet de ces solvants sur la température de transition vitreuse Tg qui est la signature de la mobilité moléculaire de la phase amorphe. Ensuite, l’effet de l’additivation ou de l’ajout des co-monomères sur les propriétés barrière et mécaniques, notamment les propriétés choc, a été étudié. Dans ce travail nous avons pu décrire comment la nature d’un solvant conditionne sa sorption et son effet plastifiant dans le PA6,6. On a aussi observé que la nature et les interactions interchaînes de la matrice polymère conditionnent aussi la prise en solvants. De plus, une approche thermodynamique a été proposée pour étudier et comprendre la sorption de mélanges ternaires éthanol-toluène-isooctane et leur effet plastifiant dans le PA6,6. On a aussi montré que les propriétés mécaniques du PA6,6 dépendent ou sont liées à l’état de mobilité moléculaire de la phase amorphe de ce polymère. / This work forms part of a project aimed to develop Polyamide 6,6(PA6,6)-based automotive fuel tanks. PA6,6 is a good candidate for technical applications since it possesses good thermo-mechanical properties compared to its weight. These formulations must exhibit good impermeable properties to classic gasoline, to biofuels (gasoline containing ethanol), and to water which is found in the atmosphere, while keeping good impact behavior.The scientific issues are the better understanding of PA6,6-solvent interactions in the case of a series of solvents having different sizes and polarities and also for a set of ternary mixtures composed of ethanol, toluene, and isooctane at various concentrations that model biofuels. The effect of these solvents on the glass transition temperature Tg (molecular mobility signature) was assessed. The effect of additivating or chemically-modifying PA6,6 on the impact and barrier properties of the polymer was studied.In this work, it was described how the nature of a solvent conditions its sorption and its plasticizing effect on PA6,6. It was also observed that the PA6,6 inter-chain interactions also condition the solvent sorption. Moreover, a thermodynamic approach describing the sorption and plasticizing effects of ternary mixtures in PA6,6 was considered and developed. It was also observed that PA6,6 mechanical properties depend or are related to the amorphous phase molecular mobility state.

Nous nous sommes attachés à trouver de nouvelles applications de la réaction de transfert O-N acylique pour la synthèse de peptides et de polypeptides. Nous avons mis au point une nouvelle voie pour la synthèse de peptide alcool sur support solide. Cette méthodologie a permis de préparer 3 peptides alcool modèles comme l'Octréotide avec de bons rendements et d'excellentes puretés. Nous avons développé une nouvelle stratégie pour la synthèse de polyamide à partir de polyester via une réaction de multi-transfert O-N acylique. Pour cela, nous avons isolé trois générations de polymères : les polyesters Z-protégés après polymérisation, les polyesters hydrosolubles après le clivage des groupements Z et les polyamides après multi-transfert O-N acylique dans des conditions basiques organiques et à pH physiologique. Cette stratégie a été appliquée à la synthèse de polyamide de sérine et de sérine gamma-homologuée. Maintenant, nous développons une nouvelle stratégie de polymérisation de séquence peptidique contenant une sérine N-protégée en position N-terminale. Comme décrit précédemment pour les polysérines, les objectifs de cette étude sont de synthétiser in fine des polypeptides à partir des polypeptides/esters correspondants. / We founded some news applications of the O-N acyl transfer, notably for the synthesis of peptides and polypeptides. We optimized a new general voice for the preparation of peptides alcohol on solid support. This methodology permits to synthesize 3 peptides alcohol with yield and purity, notably Octreotide. We developed a new strategy for the synthesis of polyamide from polyester using an O-N acyl multi-transfer reaction. We have isolated 3 generations of polymers: the Z-protected polyesters after polymerization (polycondensation and ROP), the unprotected water-soluble polyesters after the cleavage of the protection Z and the polyamides after the O-N acyl multi-transfer in basic organic condition or in phosphate buffer. This methodology was applied to the synthesis of the polyamide serine and gamma-homologated serine. Currently, we are developing a new methodology for the polymerization peptide sequence containing an N-protected serine in N-terminal position. As previously described on polyserine, the objectives of this polymerization are to generate polypeptides from the corresponding polypeptides/esters.

L'enjeu de ce travail est de comprendre les paramètres contrôlant les mécanismes de développement des morphologies et notamment la formation des nanodispersions pour des mélanges binaires de polyamides 6 de différentes masses molaires et de polyéthylène haute densité greffé anhydride maléique, mis en oeuvre par extrusion réactive. Le choix stratégique des matériaux a permis de balayer une large gamme de rapports de viscosité ainsi que différentes architectures de copolymères formés à l'interface. Les mécanismes de nature rhéologique ont été isolés méthodiquement des mécanismes dus à la réaction à l'interface en étudiant, d'une part, des mélanges non compatibilisés PA6/PEHD, puis l'effet de la réaction de compatibilisation seule en condition statique. Différents mécanismes de rupture de gouttes basés sur des instabilités capillaires sont proposés selon le rapport de viscosité. L'observation de microstructures ordonnées de copolymères aux interfaces en condition statique démontre la déstabilisation de l'interface fortement relié à la symétrie des copolymères formés. Les propriétés rhéologiques des mélanges sont étudiées ensuite. Les mécanismes de relaxation observés sont discutés, en particulier ceux liés aux interfaces et aux interactions entre nodules, en lien avec les morphologies des mélanges. Dans les mélanges compatibilisés, le comportement type gel ou solide-élastique (forte augmentation de l'élasticité aux basses fréquences), pour les mélanges concentrés, suggère la création d'un réseau percolant d'interactions entre nodules voisins. Enfin, un modèle performant de prédiction de la composition à l'inversion de phase à partir du comportement rhéologique est proposé / The aim of this work is to understand the parameters that control the morphology development mechanisms, and especially, the formation of nanodispersions. This study deals with binary blends of polyamide 6 of different molecular weights and maleic anhydride grafted high density polyethylene, processed by reactive extrusion. The strategic choice of blend components allowed to cover a wide range of viscosity ratio and various copolymer architectures formed at the interface. Mechanisms controlled by classical rheological laws were methodically isolated from mechanisms specific to the compatibilization reaction at the interface by studying, on the one hand, uncompatibilized PA6/HDPE blends, and on the other hand, the effect of the compatibilization reaction in static condition. Different drop break-up mechanisms based on capillary instabilities are proposed depending on viscosity ratios. The observation of ordered microphase separated copolymer domains at the interfaces in static condition attests of the spontaneous interface destabilization, strongly related to the copolymer asymmetry. Blends rheological properties are then studied. The different relaxation mechanisms obtained are discussed, especially those related to the interfaces and interactions between droplets, relatively to blends morphologies. In compatibilized blends, gel-like or solid-elastic behavior (strong elasticity increase at low frequencies) for concentrated blends, suggest the creation of a percolating network of interactions between neighboring droplets. Finally, an efficient model for predicting the phase inversion composition from the rheological behavior is proposed

Les procédés de fabrication additive permettent, à partir d’un fichier de CAO, la fabrication de pièces complexes sans outillage, dans des délais de développement très courts et avec une grande flexibilité. Parmi les procédés de fabrication additive employés avec les polymères, le frittage laser de poudre est le plus utilisé. Ces travaux de thèse sont consacrés à l’étude et la compréhension des mécanismes fondamentaux impliqués lors du procédé de frittage laser de poudres de polyamide 12. Au cours du procédé de frittage laser de nombreux paramètres interviennent. Ainsi l’énergie fournie à la poudre par l’intermédiaire du rayon laser dépend de la puissance de celui-ci, de la vitesse de balayage et de l’espacement entre deux balayages successifs. De plus, le matériau subit un cycle thermique sévère : avant d’être frittée, la poudre est préchauffée. Puis, dans le bac de fabrication, la poudre non frittée ainsi que les pièces séjournent pendant toute la durée de la fabrication à des températures élevées. Cette histoire thermique entraîne un vieillissement et donc une modification des propriétés de la poudre ce qui complique sa réutilisation. L’influence de ces différents paramètres sur la microstructure et les propriétés mécaniques des pièces finales a été mise en évidence. De plus l’utilisation de différentes poudres de polyamide 12 a permis l’identification des paramètres-clés de la matière.Le frittage laser des polymères semi-cristallins est régi par plusieurs mécanismes fondamentaux : la fusion des particules de poudre, l’interdiffusion des chaînes macromoléculaires aux interfaces, la coalescence des particules fondues, la densification et enfin la cristallisation. L’étude et la modélisation de la cristallisation ont été effectuées pour l’un des polyamides 12 employés au cours de cette thèse. De ce traitement théorique ont pu être déduits les temps de maintien du polymère à l’état fondu au cours du procédé. Dans une seconde phase, des analyses rhéologiques menées dans le cadre de la viscoélasticité linéaires des polymères à l’état fondu ont permis de déduire les temps d’interdiffusion des chaînes macromoléculaires. Par ailleurs, le processus de coalescence des particules de poudres à l’état fondu a été suivi expérimentalement et modélisé pour différentes températures. Ces temps ont été confrontés à la durée de maintien du polymère à l’état fondu, confirmant ainsi la bonne consolidation obtenue lors du frittage du polyamide 12. En conclusion, ce travail contribue à la compréhension des différents mécanismes physico-chimiques intervenant au cours du frittage laser : il permet d’expliciter de façon assez approfondie les relations entre les propriétés des poudres, les paramètres du procédé et les propriétés finales des pièces. De nombreuses préconisations relatives à l’optimisation des propriétés des poudres pourront être déduites de ce travail et aideront au développement de nouveaux matériaux adaptés à ce procédé. / Additive processing technologies are aimed at manufacturing parts directly from a computer-aided design (CAD) file, without the need for tooling. Therefore flexibility of production increases and manufacturing of small to mid-size series of very complex or even customized parts becomes possible within reduced development time and expenses. Because of the good mechanical properties obtained in the parts, the most commonly used among additive technologies for polymers is laser sintering (LS). The objective of this work is to contribute to a better understanding of the different physical mechanisms involved during laser sintering of polyamide 12 powders. Many operating variables impact the laser sintering process. Especially, the energy supplied to the powder with the laser beam depends on its power, its displacement velocity and the scan spacing. Moreover, the polymer material undergoes a quite severe thermal treatment : before its sintering, the powder is preheated, then in the build tank the sintered parts and the un-sintered surrounding powder remain until the end of the job at elevated temperatures. This thermal history induces ageing, which modifies some powder features and hinders its future reuse. The influence of the parameters mentioned above on the part microstructure and mechanical properties was investigated. Moreover the use of different polyamide 12 powders enabled to identify the key material characteristics towards the physical processes involved in LS and towards the final properties of parts. The laser sintering of semi-crystalline polymers is governed by several fundamental mechanisms: melting of particles, interdiffusion of macromolecular chains at interfaces, coalescence of molten particles, then densification and finally crystallisation. The study and modelling of crystallisation were carried out with one of the PA12 powders used in the first part of this work. From this modelling, the time during which the polymer remains in the molten state during the process was estimated. Next, a rheological analysis made within the framework of linear viscoelasticity of polymer melts allowed to compute the interdiffusion time of the macromolecular chains. Moreover, the coalescence process of molten particles was observed at different temperatures and modeled. The characteristic times thus estimated for these physical processes were opposed to the time during which the polymer remains in the molten state and confirmed the good consolidation obtained by laser sintering of polyamide 12. In conclusion this work contributes to understand the different physico-chemical mechanisms involved during polymer laser sintering by specifying the relations between powder parameters, process variables and final properties of parts. Many recommendations for the optimisation of powder properties can be derived from this work for the purpose of developing new polymeric materials adapted to this process.

Ce travail s’inscrit dans le développement de formulations performantes et processables pour les liners de réservoirs de stockage hyperbare. Une large gamme de formulations à base polyamide et polyépoxyde a ainsi été synthétisée en conditions contrôlées, représentatives du procédé de rotomoulage. Les systèmes polyamide ont été modifiés par copolymérisation statistique et les polyépoxydes par une phase dispersée micro- ou nano-structurée avec des thermoplastiques de haute Tg ou des copolymères blocs. Les propriétés morphologiques, thermiques, mécaniques et barrière de chaque formulation ont été caractérisées et confrontées au cahier des charges du matériau. En parallèle, l’influence des conditions opératoires et de la formulation sur les rhéocinétiques de polymérisation, de cristallisation, de gélification et/ou de séparation de phase a ainsi été établie. L’ensemble de ces résultats a été mis à profit afin d’identifier des relations structures – propriétés – processabilité en vue de l’application. Afin de valider le potentiel des formulations retenues, ces dernières ont été rotomoulées en conditions opératoires variables avec un suivi in situ de l’écoulement et ex situ de la viscosité. Ce travail a permis d’établir les fenêtres de processabilité de chaque formulation et de comprendre l’origine des défauts d’écoulement. / The aim of this present study is to develop efficient and processable formulations for the liners of high pressure storage tank. A wide range of formulations based on polyamide and polyepoxide has been synthesized under controlled conditions representative of the rotomolding process. The polyamide system has been modified by copolymerization and the polyepoxyde system by a micro- or nano-structured dispersed phase with high Tg thermoplastics or block copolymers. The morphological, thermal, mechanical and barrier properties of each formulation were characterized and compared to the specifications of the material. In parallel, the influence of operating conditions and formulation on the rheokinetics of polymerization, crystallization, gelation and / or phase separation has been established. All of these results have been exploited to identify structure - property - processability relationships for the application. To validate the potential of selected formulations, they were rotationally molded in variable operating conditions with flow monitoring and rheological measure. This work has established the processing windows of each formulation and has allowed an understanding of the origin of flow defects.

Dans le contexte actuel de raréfaction des ressources fossiles, le développement des polymères biosourcés est d'une grande importance. Le travail de cette thèse consiste donc en la synthèse et le développement d'un polyphtalamide amorphe à base d'acide furan-2,5-oique. Dans un premier temps, un protocole de modélisation moléculaire permettant de calculer la Tg de polyphthalamides a été développé. Pour cela, des PPA modèles (basés sur un mélange d'acides isophtaliques et téréphtaliques ainsi que l'hexaméthylène diamine) ont été synthétisés et caractérisés. En comparant les Tg obtenues par modélisation et par mesure en DSC, le protocole de modélisation a été validé. Dans un deuxième temps, ce protocole a été appliqué à des PPA à base de FDCA. Ces polymères ont également été synthétisés et caractérisés. Il en ressort que le PA 6-F subit une importante décarboxylation durant sa synthèse, l’empêchant d'atteindre une masse molaire importante. Il a aussi été montré que l'ajout de FDCA dans des copolyphthalamides diminuait leurs propriétés thermiques et mécaniques. / In the current context of oil resources rarefaction, the development of biobased polymers is of major importance. The present work focused on the development of a biobased amorphous polyphthalamide, based on furan-2,5-dicarboxylic acid. The first part of the study was devoted to the development of a molecular modelling protocol that could calculate the glass transition temperature of polyphthalamides with accuracy. In order to do this, model polyphthalamides based on isophthalic, terephthalic acid and hexamethylene diamine were synthesized and characterized as well as simulated. By comparison between simulated and measured Tg, the protocol was validated. In a second part of the study, this protocol was applied to FDCA based polyphthalamides. These PPA were also synthesized. It was found that the PA 6-F undertakes a decarboxylation, preventing it from reaching high a molar mass. It was also found that the mechanical and thermal properties decrease as the amount of FDCA in the copolymers increases.

Le développement de structures de plus en plus légères et présentant des rapports performances/coût toujours plus élevés est un enjeu permanent dans le domaine des transports. Les matériaux polymères présentent des caractéristiques particulièrement bien adaptées à ces besoins. Ce travail de thèse repose sur le développement d’un matériau polymère destiné à être utilisé en tant que liner de réservoir de stockage d’oxygène liquide (LOX). L’objectif est de démontrer une réduction des masses de l’ordre de 20 à 30%, en comparaison avec des structures métalliques. Pour les besoins de l’application, le matériau à développer se doit de présenter une bonne compatibilité au LOX, une faible perméabilité aux gaz, des propriétés mécaniques suffisamment élevées à basse température ainsi qu’une bonne aptitude à la mise en forme par rotomoulage. La première partie de ces travaux a porté sur la compatibilité au LOX des polymères. En tenant compte des théories proposées dans la littérature, des nanocomposites à matrice polyamide 6 (PA6) ont été élaborés et caractérisés afin d’atteindre les performances recherchées. L’influence de différents paramètres supposés régir la tenue à l’oxygène liquide des matériaux polymères a ensuite été déterminée. Les nanocomposites obtenus présentent globalement une bonne compatibilité avec le LOX. Cette étude a également permis de mettre en évidence que les résultats sont fortement dépendants des paramètres liés à l’échantillonnage. Dans un second temps, la processabilité par rotomoulage de ces nanocomposites PA6 a été évaluée. Les propriétés rhéologiques et de stabilité thermique ont notamment été étudiées. Quelques essais de rotomoulage sur les systèmes les plus pertinents ont également été réalisés et ont démontré des résultats encourageants. Dans une dernière partie, les propriétés barrière aux gaz de ces systèmes PA6 ont été étudiées. Les perméabilités mesurées ont été interprétées en tenant compte de la morphologie des mélanges. En particulier, cette étude montre que les nanocomposites à base de PA6 et de graphite lamellaire présentent des performances adaptées pour l’application en raison de l’effet de tortuosité induit par la charge. Les propriétés mécaniques en traction uniaxiale des systèmes élaborés ont finalement été déterminées et confrontées aux spécifications requises. Les résultats obtenus montrent que les caractéristiques mécaniques sont tout à fait adaptées pour une utilisation en tant que liner de réservoir de stockage d’oxygène liquide. / In the field of transport, the development of lighter, cheaper and more efficient structures is a recurrent challenge. Polymer materials are good candidates for these applications due to their characteristics quite suitable for requirements. This Phd work aims at developing a thermoplastic material which will be used as an internal liner of a liquid oxygen (LOX) storage tank. The objective is to demonstrate a 20 % to 30 % weight saving, compared to metallic structures. To be used in this kind of application, the thermoplastic material must be LOX compatible, processable by rotational moulding and display a low gas permeability as well as good mechanical properties at low temperatures. In a first part, LOX compatibility of polymers was studied. Taking into account theories proposed in the literature, polyamide 6 (PA6) nanocomposites based on LCP, fluoride and graphite fillers were processed and characterized in order to reach desired properties. The influence of several parameters having an impact on LOX behaviour of polymers was then investigated. The nanocomposites show overall good compatibility with liquid oxygen. This study also demonstrates that LOX sensitivity largely depends on the preparation of samples. The processability of nanocomposites by rotational moulding has then been investigated. Rheological properties and thermal stability have especially been studied. Some rotational moulding trials were carried out on the most relevant systems and demonstrate promising results. Finally, the gas transport properties of PA6 nanocomposites were studied. Measured gas permeability was discussed as a function of the morphology of blends. In particular, this study shows that PA6 nanocomposites filled with lamellar graphite present convenient performances which are due to the tortuosity effect induced by the filler. Mechanical properties of filled systems were finally determined and compared with set requirements. The results show that mechanical characteristics are quite relevant for use as internal liner of LOX storage tank.

Thesis (MScEng (Process Engineering))--University of Stellenbosch, 2009. / ENGLISH ABSTRACT: The aim of this study was to modify the surface of polyethersulfone (PES) ultrafiltration (UF) membranes to produce a more hydrophilic membrane by cross-linking poly(vinyl alcohol) (PVA) with sodium tetraborate (Na2B4O7.10H2O) (SB) on the surface. Key preparation factors were identified as PVA molecular weight, concentrations of the PVA and SB, cross-linking reaction time, number of coatings and the mode of coating. The effect of these factors on the membrane performance (salt retention and permeate flux) is discussed. These PVA-SB membranes typically had 11.46% retention and 413.30 L/m2.h flux for a feed containing 2000 ppm NaCl (0.45 MPa, 20°C, 45 – 50 L/h). The coating was shown to be uniform and stable by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) analyses. Coating significantly increased hydrophilicity and a maximum flux increase of 500 L/m2.h was reached. Measurements showed a reduced water contact angle and this confirmed the obvious enhancement of surface hydrophilicity. As a control, the role of the PVA base layer without cross-linking and the effects of its drying and heating on the water permeability of the PES-UF membrane were also studied, in order to ascertain maximum treatment conditions. Retention and permeate flux were determined (feed solution: 2000 ppm NaCl, applied pressure 0.45 MPa, 25°C, 45 – 50 L/h). It was found that the heating had the largest effect on the reduction of water permeability and therefore 50°C was the limit for treatment of this specific PES-UF membrane. Thin-film composite (TFC) membranes were prepared by an interfacial polymerization (IP) reaction between a polyfunctional amine and tri- or di-functional carboxylic chloride and then evaluated for their reverse osmosis (RO) performance. The salt retention of the PVA-SB membranes was improved when covering the cross-linked PVA gel sub-layer with a polyamide (PA) layer. However, the permeate flux decreased to below 30 L/m2.h (2000 ppm NaCl, 1 – 2 MPa, 20°C, 45 – 50 L/h). Two TFC membranes made from trimesoyl chloride (TMC) with m-phenylenediamine (MPD) or 2,6-diaminopyridine (DAP) exhibited retentions of 96.71% to 89.65% and fluxes of 10.93 to 27.91 L/m2.h, depending on the type of diamine used, when tested with a 2000 ppm NaCl solution (2 MPa, 25°C, 45 – 50 L/h). Two TFC membranes made from a n ew 2,5-furanoyl chloride (FC) with MPD or DAP exhibited retentions of 34.22% to 58.54% and fluxes of 49.21 to 25.80 L/m2.h, depending on the type of diamine used, when tested with a 2000 ppm NaCl solution (1 MPa, 25°C, 45 – 50 L/h). Novel PVA-SB-DAP-FC membranes made from the DAP with FC had the highest hydrophilicity value and exhibited >58.54% NaCl retention and 25.80 L/m2.h flux, and 75.08% MgSO4 retention and 34.75 L/m2.h flux, when tested with (2000 ppm feed, 1 MPa, 25°C, 45 – 50 L/h). The effect of the chemical structures of the different amines and carboxylic chlorides used on the RO performances of the TFC membranes prepared by two amines reacting with TMC or FC, on the surfaces of the modified asymmetric PES-UF membranes, was investigated. FT-IR and water contact angle determination were used to characterize the chemical structure, morphology and hydrophilicity of the PA layers of the composite membranes. The response surface methodology (RSM) was used to optimize the preparation conditions that had the largest effects on the RO performance of the PVA-SB-DAP-FC membranes. Good membrane performance could be realized particularly by manipulating three variables: DAP concentration, FC concentration and polymerization time (PT). The regression equation between the preparation variables and the performance of the composite membranes was established. Main effects, quadratic effects and interactions of these variables on the composite membrane performance were investigated. The membranes were characterized in terms of pure water permeation (PWP) rate, molecular weight cut off (MWCO), solute separation and flux. Mean pore size (μp) and standard deviation (σp) of the membranes were determined using solute transport data. The results revealed that PVA-SB membranes have almost the same pure water permeation that PES-UF membranes have. The MWCO of the PES-UF membranes decreased from 19,000 to 13,000 Daltons when the membrane was coated with PVA. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Die doel van hierdie studie is die modifikasie van die oppervlakte van poliëtersulfoon ultrafiltrasie (PES-UF) membrane om meer hidrofiliese membrane te berei deur die kruisbinding van polivinielalkohol (PVA) met natriumtetraboraat ((Na2B4O7.10H2O) (NaB) op die membraanoppervlakte. Sleutelfaktore in die bereidingsproses is geïdentifiseer, naamlik: PVA molekulêre massa, PVA en NaB konsentrasies, kruisbindingsreaksietyd, die aantal bestrykingslae, en die manier waarop die bestrykingslae aangewend is. Die invloed van hierdie faktore op die membraanontsouting en vloed is ondersoek, en word hier bespreek. Hierdie PVA-NaB membrane het die volgende tipiese resultate getoon: 11.46% ontsouting en 413.30 L/m2.h vloed (Kondisies: 2000 dpm NaCl oplossing, 0.45 MPa toegepaste druk, 20 °C, vloeitempo 45–50 L/h). Die deklaag was uniform en stabiel, soos bepaal d.m.v. FTIR. Die aanwesigheid van die deklaag het die hidrofilisiteit verhoog en 'n maksimum vloed van 500 L/m2.h is behaal. Die waterkontakhoek is ook gemeet; 'n laer waarde het 'n verbetering in die hidrofilisiteit van die oppervlakte bevestig. Die rol van die PVA basislaag, sonder kruisbinding (kontrole), en die effek van uitdroging en verhitting hiervan, is ook bestudeer, om sodoende optimale behandelingskondisies te bepaal. Membraanontsouting en vloed is bepaal (Kondisies: 2000 dpm NaCl oplossing, 0.45 MPa toegepaste druk, 25 °C, vloeitempo 45–50 L/h). Verhitting het die grootste effek gehad op die afname in vloed. Daar is bevind dat 'n maksimum temperatuur van 50°C geskik is vir die behandeling van hierdie spesifieke PES-UF membraan. Dunfilmsaamgestelde (DFS) membrane is berei d.m.v. 'n tussenvlakpolimerisasiereaksie tussen 'n polifunksionele amien en 'n di- of tri-funksionele karbonielchloried, en daarna is die tru-osmose (TO) gedrag bepaal. Die ontsouting van die PVA-NaB membrane was hoër nadat die kruisgebinde PVA jel sub-laag met 'n poliamied (PA) laag bedek is. Die vloed het egter afgeneem, tot onder 30 L/m2.h (Kondisies: 2000 dpm NaCl oplossing, 1–2 MPa toegepaste druk, 20 °C, vloeitempo 45–50 L/h). Twee DFS membrane is berei met trimesoïelchloried (TMC), naamlik met m-fenieldiamien (MFD) of 2,6-diaminopiridien (DAP). Afhangend van die diamien wat gebruik is, is die volgende ontsoutingsresultate en vloede verkry: 96.71% tot 89.65% en 10.93 to 27.91 L/m2.h (Kondisies: 2 000 dpm NaCl oplossing, 2 MPa toegepaste druk, 25 °C, v loeitempo 45–50 L/h). Twee DFS membrane is ook berei met 'n nuwe verbinding, 2,5-furanoïelchloride (FC), en MFD of DAP. Afhangend van die diamien wat gebruik is is die volgende ontsoutingsresultate en vloede behaal: 34.22% tot 58.54% en 49.21 tot 25.80 L/m2.h (Kondisies: 2000 dpm NaCl oplossing, 1 MPa toegepaste druk, 25 °C, vloeitempo 45–50 L/h). Die PVA-NaB-DAP-FC membrane het die hoogste hidrofilisiteit getoon: 58.54% NaCl ontsouting en 25.80 L/m2.h vloed, en 75.08% MgSO4 ontsouting en 34.75 L/m2.h vloed (2000 ppm NaCl oplossing, 1 MPa toegepaste druk, 25 °C, vloeitempo 5–50 L/h). Die invloed van die chemiese struktuur van die verskillende diamiene en karboksielsuurchloriedes wat gebruik is in die bereiding van die DFC membrane op die oppervlakte van die gewysigde PES-UF membrane is in terme van TO ondersoek. FTIR en kontakhoekbepalings is gebruik om die chemiese struktuur, morfologie en hidrofilisiteit van die PA lae van die saamgestelde membrane te bepaal. Die eksperimentele oppervlakte ontwerp metode is gebruik om die bereidingskondisies vir die TO aanwending van die PVA-NaB-DAP-FC membrane te optimiseer. Goeie resultate is verkry deur die volgende veranderlikes te manipuleer: DAP en FC konsentrasies en die tydsduur van die polimerisasie. 'n Regressie-vergelyking tussen die bereidingsverandelikes en die funksionering van die saamgestelde membrane is bepaal. Die volgende is ook ondersoek vir hul effek op die funksionering van die saamgestelde membrane: hoof-effekte, vierkantseffekte, en interaksie tussen veranderlikes. Die eienskappe van die membrane wat bepaal is, is: deurlatingstempo van suiwer water (DSW), molekulêre massa-afsnypunt (MMAP), skeiding van opgeloste sout en vloed. Deurlating van opgeloste sout data is gebruik om gemiddelde poriegrootte (μp) en standaard afwyking (σp) van die membrane te bepaal. Resultate het getoon dat die PVA-NaB membrane amper dieselfde DSW gehad het as die PES-UF membrane. Die MMAP van die PES-UF membrane het afgeneem van 19,000 tot 13,000 Daltons na behandeling met PVA.

Ce travail de thèse porte sur l'étude de l'influence des paramètres de mise en œuvre sur les propriétés électriques de polyamides chargés de noir de carbone. Deux approches sont utilisées :* Une étude expérimentale dont le but est de déterminer les paramètres du procédé favorables aux propriétés électriques. Nous avons caractérisé les produits obtenus à l'aide de la microscopie ainsi que de mesures électriques et rhéologiques. Pour cela, nous avons mis en place une nouvelle méthode de caractérisation qui consiste à mesurer simultanément les propriétés rhéologiques et électriques des produits.* Une étude numérique traitant de la dispersion d'un agglomérat dans un écoulement de cisaillement, à l'échelle microscopique. La charge modélisée est constituée d'un assemblage de charges sphériques, reliées entre elles par une énergie de cohésion.