La coextrusion est un process industriel de fabrication de films minces composés de plusieurs couches de polymères (PP/PP-g-Anhydride Maléique (PP-g-AM)/EVOH/PP-g-AM/PP) associant de propriétés intéressantes au matériau final. Lors de ce procédé, les films obtenus ne sont pas transparents mais présentent des granités. En effet, le liant ajouté contient des chaînes de PP-g-AM s’interpénètrent dans une couche du matériau et les têtes anhydride maléique réagissent avec l’autre couche créant in-situ des copolymères PP-g-AM-g-EVOH à l’interface.Mon premier travail était de mettre en évidence le rôle primordial des instabilités interfaciales sur la diminution de la transparence des films. Ceci a été rendu possible grâce à une observation des coupes transversales des films. Nous avons vu que plus la variation de l’épaisseur interne est grande, plus la qualité optique du film est mauvaise. Cette amplitude de variation est exacerbée dans le sens de la coextrusion. La cristallisation du PP observable au microscope optique par des sphérolites n’intervient qu’au second ordre.Il est connu que l’interface est stabilisée par la tension interfaciale, c’est pourquoi, dans un second temps, l’étude de l’interface a été menée La tension interfaciale a été mesurée par la méthode de relaxation de la goutte déformée. À une température supérieure à la température de fusion des deux polymères, l’EVOH est dispersé dans une matrice de liant PP-g-AM. Les gouttelettes d’EVOH sont soumises à un faible cisaillement. À l’arrêt de celui-ci, les gouttelettes relaxent pour retrouver leur forme d’équilibre, la forme sphérique. Le temps de relaxation est proportionnel à la tension interfaciale et au rapport des viscosités des polymères. Une des conséquences majeures de ces instabilités est la présence de défauts optiques rendant le film opaque, gênant pour les applications.Enfin, pour comprendre les résultats de tension interfaciale, il a fallu construire un protocole de dosage de copolymères à l’interface. Ce dosage absent de la littérature, a été le plus gros travail de ma thèse. Un protocole de dosage de copolymère à l’interface basé sur l’infrarouge est aujourd’hui validé et utilisé en recherche industrielle (ARKEMA, Serquigny). / Coextrusion is an industrial process which creates thin films of polymers (in this study : PP/PP-g-Anhydride Maleic (PP-g-AM)/EVOH/PP-g-AM/PP). These polymers give interesting properties to the final film. But some of these films have bad optical qualities with granity inside the film. Indeed, as the polymers are incompatibles, other polymers (PP-g-AM) which have adhesion role have to be added. These chains go into the interface to react with EVOH and create in situ way, copolymers PP-g-AM-EVOH.My first work was to identify the role of interfacial instabilities in the optical properties of the film. It was realised thanks to observations by optical microscope. Indeed, we have proove that there is a link between the variation of the intern thickness amplitude and the optical quality and this amplitude of variation grows in coextrusion direction. Spherulites in the bulk of each film influence less than the amplitude variation of intern thickness.This amplitude should depend on the interfacial tension, that is way, in the second part, we have measured the interfacial tension of different materials by drop deformed relaxtation method. At a temperature higher than the melted temperature of the polymers, a drop of EVOH is deformed in PP-g-AM matrix. A shear stress is applied to deformed the drop. When the shear stress is stopped, the drop from regular ellisoidal shape relaxes into its equilibrium shape, a spherical shape. The relaxation time is proportional to interfacial tension and viscosity ratio.This interfacial tension depends on the density of copolymers at the interface. So my final part was to caracterize copolymers. To titrate and study their reactivity, I had to set up a experiment which was not present in literature. This method was done by infrared and is now used in our industrial collaborator (ARKEMA, Serquigny).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2016SACLS165 |
| Date | 21 January 2016 |
| Creators | Vuong, Stéphanie |
| Contributors | Université Paris-Saclay (ComUE), Restagno, Frédéric, Léger, Liliane |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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