Chromatographie par exclusion de taille (SEC)

 Dispositif

Le dispositif de chromatographie d‟exclusion stérique comprend un dégazeur, une pompe (Waters 510, Millipore), un injecteur (U6K, Millipore), une précolonne, un four permettant de réguler la température des colonnes et deux colonnes en série garnies de polystyrène-divinylbenzène (Ultra Styragel linéaire).

En sortie des colonnes sont placés deux détecteurs, un photodiffusiomètre multi-angles ainsi

qu‟un réfractomètre différentiel. Le photodiffusiomètre multi-angles (Dawn DSP-F) est constitué d‟une source laser Hélium-Néon polarisée et d‟un détecteur muni de 18 photodiodes orientées entre 19° et 146°. Le réfractomètre différentiel (Waters 410, Millipore) est composé

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mesure. Les analyses sont enregistrées et traitées avec le logiciel Astra 4.70 de Wyatt Technology.

 Utilisation

Les conditions de mesure sont les suivantes:

 Solvant : tétrahydrofuranne (THF) filtré sur membrane (porosité 0.2 µm),

 Débit de solvant : 1 ml/min,

 Température des colonnes : 35 °C,

 Volume d‟échantillon injecté : 25 µl,

 Concentration de l‟échantillon : 1 g de polymère sec / l.

Avant de préparer les échantillons, le solvant est filtré sur membrane (porosité : 0.2 µm). Les solutions de polymère sont agitées pendant au moins 12 heures et filtrées sur filtre Nylon (porosité : 0.45 µm) avant injection.

2.4. Spectrophotométrie UV

Le spectre d‟absorbance est réalisé en laboratoire avec un spectrophotomètre UV-visible (Uvi Light PC de Secomam). Le film de polyuréthanne est placé sur un porte-échantillon (voire figure 2.1) spécialement conçu et réalisé dans l‟atelier de notre laboratoire. Ce porte-échantillon doit maintenir sous traction les films étirés et non étirées de polyuréthanne. Un balayage de spectre a été réalisé pour tous les films afin de mesurer l‟absorbance entre 300 nm et 800 nm de longueur d‟onde. La vitesse d‟acquisition est réglée à 1250 μm.min-1. Le logiciel Lab Power Junior (v.3.11) est utilisé pour l‟acquisition du spectre et l‟exportation en format Excel ou UV Pro (v.1.25d) pour l‟exploitation

Figure 2.1 : Porte-échantillon des films de polyuréthanne spécialement conçu pour les mesures en spectrophotométrie UV.

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2.5. Colorimétrie

 Modèle colorimétrique L*a*b*

Lors de la réalisation d‟études mettant en jeu l'évaluation soit qualitative soit quantitative des couleurs par analyse sensorielle (évolution humaine), un problème important se pose : il est quasiment impossible de dégager des résultats aisément traitables statistiquement, en raison du nombre important de paramètres intrinsèques à chaque individu influençant leurs réponses. Les conditions physiologiques et psychologiques, l'héritage culturel, les facteurs environnementaux, ont certainement un poids variant d'un sujet à l'autre, si bien que les réponses n'auront pas l'homogénéité et l'objectivité nécessaires pour une validation scientifique.

En vue de contourner cet inconvénient, plusieurs personnalités des sciences (comme Maxwell) et des arts (comme par exemple Goëthe et Munsell – peintre nord-américain) ont proposé des modèles théoriques dans le but de permettre une classification et une description objective et reproductible des couleurs. Ces modèles – et d'autres – ont beau être importants dans leurs contextes historiques respectifs, c'est le modèle L*a*b* (ou tout simplement Lab) qui est adopté par le monde scientifique à présent.

Ce modèle a été introduit en 1976 par la Commission Internationale de l'Éclairage (CIE) et représente une importance capitale pour la gestion de la couleur. Le modèle de couleur L*a*b* a été conçu comme un modèle absolu, indépendant du matériel et utilisable comme référence théorique.

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Une représentation de ce système est donnée dans la figure 2.2 et une explication plus didactique est présentée dans la figure 2.3.

Les trois axes perpendiculaires sont ainsi caractérisés :

 la combinaison L* est la luminance, qui va de 0 (noir) à 100% (blanc).

 la composante a* représente la gamme de l'axe rouge (127) => vert (-128).

 la composante b* représente la gamme de l'axe jaune (127) => bleu (-128).

Comme le modèle L*a*b* est un modèle à trois dimensions, il ne peut être représenté correctement que dans un espace sphérique. Cependant, une caractéristique très utile de ce modèle, est que le premier paramètre L*, la luminance, est très intuitif : changer cette valeur est comme changer la luminosité d'un appareil de TV. Il suffit alors de quelques représentations de "tranches" horizontales dans ce modèle pour visualiser le concept de luminosité, en assumant que la luminance sera représentée sur l'axe vertical. Une dernière chose importante à se rappeler ici est le fait qu'il est, par définition, paramétré correctement. Il n'y a donc pas besoin d'espaces colorimétriques spécifiques basés sur modèle.

(I) (II) (III)

Figure 2.3 : Représentations des axes a* et b* à (I) luminosité 25%, (II) 50% et (III) 75%

 Dispositif

L‟appareil utilisé pour la mesure colorimétrique des films est un colorimètre Datacolor 2000.

2.6. Viscoanalyseur

Un viscoanalyseur Metravib VA 2000 a été utilisé pour mesurer le module d‟Young ainsi que la tangente δ (qui est un indice de la température vitreuse) de chaque type de polyuréthanne.

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 Principe

L‟analyse mécanique dynamique (DMA) est une technique consistant à appliquer une déformation oscillatoire à un échantillon et à mesurer la contrainte résultante développée dans

l‟échantillon. Cette technique permet d‟étudier le caractère viscoélastique des matériaux pour lesquels il existe un déphasage entre contrainte et déformation : le signal de contrainte peut-être décomposé en une composante élastique en phase avec la déformation et une composante visqueuse déphasée de 90° par rapport à la déformation. Les contraintes élastiques et visqueuses sont liées aux propriétés du matériau par le rapport contrainte/déformation (module). Lorsque le matériau est soumis à une vibration sinusoïdale, le rapport de la contrainte dynamique à la déformation dynamique correspond au module complexe M* : la partie réelle M‟ de M* représente la rigidité d‟un matériau élastique (composante élastique) et est proportionnelle à l‟énergie maximale emmagasinée durant un cycle de charge, la partie imaginaire M‟‟ représente la composante visqueuse et est proportionnelle à l‟énergie dissipée durant un cycle de charge. Le facteur de perte tanδ=M‟‟/M‟ (adimensionnel) est couramment utilisé comme une mesure de l‟amortissement d‟un matériau viscoélastique, soit sa capacité à dissiper de l‟énergie mécanique en chaleur.

Figure 2.4 : Viscoanalyseur Metravib AV2000

 Description de l’appareil

55 Les caractéristiques de l‟appareil sont les suivantes

• Gamme de fréquence : 0.001 à 200 Hz • Gamme de force : +/- 100 N

• Gamme de déplacement : +/- 1000µm • Gamme de température : -150 à 450°C

 Conditions opératoires utilisées

Le mode d‟excitation du matériau utilisé a été la traction compression. On a mesuré la déformation à contrainte imposée en fonction de la température. Les données enregistrées sont le module d‟Young aussi que la tangente δ. la fréquence utilisé est 20 Hz et la gamme de température s‟étend de -100 oC à 150 oC. La dimension des échantillons utilisés est environ 24*3.8*2.2 mm.