CHAPITRE III : LES SYSTÈMES HYBRIDES : ACCÈS AUX RÉSEAUX INTERPÉNÉTRÉS DE POLYMÈRES (RIP)
4. CARACTÉRISATIONS DES RIP :
a) Transparence :
La transparence est un test très simple, mais de portée limitée, qui renseigne sur l’interpénétration des réseaux interpénétrés puisqu’une observation visuelle suffit. En effet, l’opacité est révélatrice de la présence d’hétérogénéité dans le matériau, dans la mesure où elle traduit la diffusion du rayonnement visible par les domaines de taille supérieure à 100-400 nm.
b) L analyse thermique :
Les changements d’état des polymères, comme ceux de tout autre composé chimique,
sont des processus endothermiques (par ex. fusion) ou exothermiques (par ex. cristallisation). Ces échanges thermiques peuvent être mesurés par analyse enthalpique différentielle (DSC). Les températures de transition vitreuses (Tg), de cristallisation et de fusion des matériaux
peuvent aussi être déterminées par cette méthode d’analyse.
Dans le cas où le degré d’interpénétration des deux réseaux n’est pas important, et les
deux réseaux sont répartis dans deux phases riches chacun en l’un des deux réseaux. Dans ce cas, deux températures de transitions vitreuses (Tg) correspondant à chacun des réseaux pris individuellement sont détectées. Le matériau est dit biphasique. Par contre, si le degré d’interpénétration des deux réseaux est important, une seule température de transition vitreuse est détectée à une température intermédiaire entre celle de deux Tg des réseaux combinés et le
RIP est dit homogène.
c) Analyse thermomécanique (DMA) :
L’analyse thermomécanique dynamique (DMA) est communément utilisée pour mettre en évidence la présence de différentes phases dans les RIP. Cette analyse apporte des informations sur l’influence de l’arrangement des phases entre elles.
d) Densité :
La densité des réseaux interpénétrés de polymère renseigne sur les éventuelles interactions (par ex. les liaisons hydrogènes) qui s’établissent entre les deux réseaux.
e) Indice de réfraction :
Les indices de réfraction des RIP peuvent être mesurés. Comme pour la densité, la comparaison entre les valeurs des indices de réfraction mesurés et calculés à partir de l’équation de Lorentz-Lorentz renseigne sur les interactions qui existent entre les deux réseaux au sein de l’architecture des RIP [16].
f) Étude de gonflement :
L’étude de gonflement est l’une des propriétés mécaniques des RIP. L’exploitation des résultats de gonflement permet d’obtenir des informations très utiles pour la compréhension des interactions polymère/solvant (solubilité, paramètre d’interaction, diagrammes de phases).
5. Travaux sur les RIP :
Malgré que le domaine d’investigation des RIP soit assez récent par rapport à celui des mélanges de polymères et de polymères greffés, la littérature indique que les RIP ont déjà été utilisés à plusieurs reprises, un bref sommaire est donné dans le tableau ci-dessus.
Tableau 1 : Les premiers brevets sur les RIP.
N° Polymère 1 Polymère 2 Application Inventeur
1 Phénol-formaldéhyde Caoutchouc
naturel
Durcir les disques de phonographe
J.W. Aylsworth [6]
2 Caoutchouc naturel PVC Matières plastiques H. Hopff [17]
3 Poly (Méthyl-méthacrylate) PMMA Lisser les plastiques
apprêtés J. J. P. Staudinger et H. M. Hutchinson [18] 4 Réseaux chargés positivement Réseaux chargés
négativement
Résines d’échange ionique
G. S. Solt [19]
D’une manière intéressante, de nombreuses combinaisons de résines photopolymérisables ionique/radicalaire sont possibles. Une grande variété de combinaison introduit une grande richesse de matériaux finaux pouvant être obtenus. Ceux qui ont été
étudiés comprennent des systèmes hybrides pour les monomères époxyde/acrylate [17,20-22], vinyle éther/méthacrylate [3], systèmes ternaires thiols/époxy/méthacrylate [23], et les systèmes thiol-ène/isocyanate [24-26]. Parmi ces rapports, certains ont été limités à des informations cinétiques, alors que les autres ont montré des propriétés physiques et mécaniques dépendant des formulations du départ.
6. APPLICATIONS :
Les mélanges de polymères sont des matériaux largement utilisés dans l’industrie
moderne
.
En effet, ils représentent l’un des secteurs le plus en croissance dans la science desmatériaux.
Par exemple, la finition du bois emploie la technologie des réseaux interpénétrés de polymères pour fournir la transparence, la protection et une application beaucoup plus facile dans un enduit porté par l’eau. Cette formule est conçue pour assurer une protection maximale contre le soleil, l’eau et les produits chimiques.
Ces systèmes RIP, très utilisés en mode thermique, ont fait l’objet de peu de travaux
en mode photochimique.
Le photoamorçage dans les systèmes hybrides est unique, car il nécessite un système
amorceur capable de générer simultanément deux types d’espèces actives amorçantes : les
radicaux libres et les cations [26-29].
Le développement de tels systèmes amorçants est un vrai challenge scientifique mais
RÉFÉRENCES
1) Y. Cai, J.L.P. Jessop, Polymer, 2006, 47, 6560. 2) Y. Cai, J.L.P. Jessop, Polymer, 2009, 50, 5409.
3) Y. Lin, J.W. Stansbury, Polym. Adv. Technol. 2005, 16, 195.
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5) D. Klempner, L.H. Sperling, L.A. Utracki, in Interpenetrating polymer networks, Adv.
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6) J.W. Aylsworth, US Patent 1, 1914, 111, 254. 7) J.R. Millar, J. Chem. Soc. 1960, 1311.
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12) J.D. Oxman, M.C. Trom, D.W. Jacobs, Minnesota Mining and Manufacturing Company
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