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ConclusiongénéraleL’objectifdecetravailétaitl’élaborationetl’étuded’unmatériaucompositeternaire:époxydeamine/MMT/PMMA.Nousavonsutilisélephénomènedeséparationdephasedansunematricethermodurcissableenemployantunpolymèreinitialementmiscible(PMMA).D’autrepartdeuxprocédésdifférentsdedispersiond’uneargiledanslemélangedeprécurseursontétéemployés:mélangemiscibleetdispersionparsondeultrasonsàl’aided’unsolvantDanscetravailnousavonsréalisédesétudesconcernantleseffetsdesMMTetduPMMAsurlacinétiquederéactiondeformationduréseau.Lesmorphologiesdéveloppéesonétéétudiéesd’abordsurdessystèmesbinairesavecetsansagentdurcisseurpour,ensuite,d’aprèscesrésultats,procéderàlaréalisationdescompositesternaires.Lessystèmesdéveloppésenutilisantlestechniqueschoisiesontpermisconfirmeretdemettreenévidenceplusieursinformationspertinentesetnovatrices:L’étudedeseffetsdelanaturedel’aminesurlephénomènedeséparationdephaseamontréquelesystèmeDGEBA/PMMA/MDA,estpropiceàuneséparationdephasenodulaire(lorsquelePMMAestemployéavecuntauxde10pcr),disperséedanslamatricedefaçonhomogène.Lorsquel’amineMCDEAestutilisée,aucuneséparationdephasen’estobservéedansnosconditions.LesnodulesdelaphaseséparéedethermoplastiqueobtenusdanslessystèmeslePMMAdemassemolaireplusélevéeaétéutilisésontdistribuésd’unemanierehomogènedanslamatrice.Ilestimportantedesignalerquemêmesilestaillesdecesnodulesrestenthomogènesiln’apasétépossiblederéussiràlesintroduireàl’intérieurdesgaleriesdesfeuillets.Unmodèlecinétiquecapabledeprédirel’évolutiondelaconversionenfonctiondutempsderéactiondesmélangesdutype:DGEBA/MDA,DGEBA/PMMA10pcr/MDA,DGEBA/Cloisite30B5pcr/MDAaétéproposéetdéveloppé.Unbonaccordpourlesconversionsobtenuesjusquʹàlavitrificationentrelesvaleurscalculéesetexpérimentalesaétéobtenu.Ilsemblequel’additionduPMMAretardelaréactionjusqu’auphénomènedeséparationdephase,celaestoccasionnéparl’effetdilutiondesespècesréactifs,tandisquelaprésencedel’argileaccélèrelaréactionaprèslepointdetrouble,maisellen’apasuneffetsensiblesurlaconversiondupointdetrouble.L’étudedelarelationentrelatempératuredetransitionvitreuseetlaconversionpourcesmêmessystèmesaétéréalisée,etnousavonstrouvéune
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bonnecorrélationentrelesrésultatsexpérimentauxetlesvaleurscalculées.Ainsipourcessystèmes,ilestpossibled’estimerlavaleurdexparunesimplemesuredeTg.L’additiondedifférentsrapportsdePMMAn’apasapparemmentunegrandeinfluencesurl’énergied’activationàlagélification.Lacompositiondelaphaseséparéeaétécalculéeenutilisantl’équationdeFOX.Ilyaunpourcentagede6%dePMMAquirestemélangéaveclamatricecontinue.OnpeutdirequelaphasedePMMAséparéeestpresquepure.L’influencedelamassemolaireduPMMAestunfacteurimportantquiinduitunemeilleureexfoliationdelaCloisite30B.IlaétémontréquelavoiesolvantdonnelameilleuredispersionetlameilleureintercalationpourlaCloisite30B.Unsystèmeternaireépoxyde/thermoplastique/argileaétéréaliséenutilisantdeuxvoiesd’obtention:voiemélangemiscibleetvoiesondeultrasonsàl’aidedesolvant.Danslesdeuxcas,laséparationdephasedupolymèresousformedepetitsnodulesdispersésrégulièrementdanslamatriceépoxyde/amineestmiseenévidence.Enutilisantcesdeuxtechniques,l’argileaétédisperséeetréduitejusqu’àl’échelledetactoides,ceuxciontétédispersésplushomogènementlorsquelavoiesondeultrasonsestutiliséepuisquedestactoidesde10nmcontenanttroisoucinqfeuilletssontprésentsdanslesystème,tandisquedanslecompositeternaireobtenuparlavoiemélangemiscible,desagglomératsdegrandestaillessontobservés.LesanalysesSAXSpermettentl’analysedumécanismededispersionaucoursdelapolymèrisation.Ilaétémontréqu’aveclesmêmesmatériauxmaisenutilisantdifférentesméthodesinitialesdedispersionlaqualitédel’exfoliationpeutchangerradicalement.L’étatdedispersiondesfeuilletsd’argiledanslessystèmesaprèsréaction,obtenuspardeuxvoiesaétéétudiéparlesanalysesdeSAXS.L’attentionaétéfocaliséesurladistributiondesépaisseursdesparticulesdiffusantes.LesanalysesSAXSontmontréquel’exfoliationdel’argilepeutavoirlieuàtraversladésagrégationdegrosagglomératsenpetitesparticuleslesquellessontcomposéesdequelquesfeuillets(entre3et5).LesétudesdeSAXSinsituréaliséessurlesystèmeutilisantlasondeultrasonsillustrentqueladispersionfinaledel’argileestplushomogèneetqu’ilexisteunecorrélationentrecesfeuilletsexfoliés,laquellen’existepaspourlesystèmeréaliséparlavoiemélangemiscible.Unemobilitédesfeuilletsaétédétectéeaprèslagélification.LesétudesSAXSréaliséesdanscetteétudesuggèrentqu’ilestpossibled’obtenirunfaiblemouvement(nondétectéparWAXS)detactoidesmêmeaprèslepointdegel.Lesétudessurlamécaniquedefractureontmisenévidencequelescompositesternairesréalisésparlavoiemélangemiscibleontlesparamètres
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defracture(KetG )lesplusélevésdetouslessystèmesréalisés.LesystèmeIC IC issudelavoiesolvantquiprésentelameilleuredispersionetundegréd’exfoliationplusgrand,lesystèmeavecunPMMAdefaiblemassemolaireetlesystèmeavecunrapportplusélevéd’argile,tousmontrentdesvaleursinférieures.Nouspouvonsdoncdirequedanscetravaillesconditionslesplusoptimalespouravoiruncompositeternaireontétéétablies:desagglomératssontplusefficacesqu’uneexfoliation,unPMMAde50000g/molaideàaugmenterlesvaleursdefracture,etfinalementutiliseruneargileàprioriplusmiscibleavecuntauxplusélevénesontpasdesvoiespourobtenirdesnanocompositesavecdesperformancesmeilleures.Aussilameilleuredispersionneconduitpasàl’optimumdespropriétésmécaniquesetilsemblequelesagglomératsjouentunrôlenonnégligeabledansl’améliorationdelarésistanceàlapropagationdesfissures.L’influencedelamassemolairesurl’obtentiondenanocompositesternairesaétémontrée.D’abordunPMMAdefaiblemassemolairen’estpaspropiceàlaséparationdephaselorsqu’ilestintroduitdanslesystèmeépoxyde/argile/MDA.EnsuitelafaibleTgdecepolymèreconduitàunebaissedeTgdumélangeépoxyde/PMMA.Lesystèmeternaireréaliséenutilisantl’argilemodifiéeBZ80,n’améliorepaslespropriétésmécaniquesdusystème,mêmesil’argileestemployéeavecuntauxsupérieuràceluiutiliséavecl’argileCloisite30B.Cettedernièremontreuneplusgrandeaptitudeàs’exfolierquelaBZ80,(laquellerestecommedetrèsgrosagrégats)mêmesilavoiededispersionemployéeestlamême.Ilestclairquelesurfactantdesargilesaunrôleimportantsurladispersiondel’argile.Al’issuedesrésultatsobtenusdanscetravail,nouspouvonsenvisagerde:Etudierl’effetd’introduireunagentcompatibilisantquipeutgénérerunemeilleureintroductionduPMMAdansgaleriesdel’argile.φ φc Générerl’inversiondephase> ,dessystèmesternairesenfaisantvariantletauxdePMMAetétudierlespropriétésmécaniquesetstructuralesdecescompositesRéaliserlasynthèsedePMMAàpartirdelasurfacedessilicatesaprèsadsorptionaupréalabled’amorceur.
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