Enseignants/Chercheurs Professeurs associés, stagiaires
permanents post-doctoraux et thésards
BROSSAS J. BATAILLE P. FROELICH D. BERNSTEIN B. LADEVEZE J. LAMBLA M. ABOULFARAJ M. MULLER R. ALGLAVE H. SCHIRRER R. BOUSMINA M.
TERRISSE J. CHARMEAU J.Y.
WIPPLER C. DERROUGH S. DOBLER F. DANICHER L. DUFOUR D. HOLL Y. FENOUILLOT F. HUILIER D. FLAT J.J. MEYER G. GINGREAU C. PIXA R. GODART A.
STERZYNSKI T. GOMES FREIRE T.
WIDMAIER J.M. GRAEBLING D. HE X. HU G.H. KIENTZ E. KWEDER M.B. LIN D.J. LOREK S. MAIER C. � " MAUZAC O. MAYER A. MESTANZA R. MONTANARI T. MOUSTAMSIK-BILLAH M. PESCE J.J. RIMLINGER T. SALMON E. SEADAN M. SUN Y.J. TABKA M.T. VAZQUEZ MORENO F.
La recherche du groupe Elaboration, Propriétés et Mise en Oeuvre des Matériaux, localisé à l'Ecole d'Application des Hauts Polymères (EAHP), fait appel à des disciplines variées de la science macromoléculaire : chimie, physico-chimie, physique, analyse numérique et technologie. En général, elle se situe au niveau du matériau macromoléculaire, soit en amont au niveau conceptuel, mais souvent en aval à cause des collaborations nombreuses et étroites que l'EAHP entretient depuis longtemps avec le milieu industriel dans le cadre de sa formation d'ingénieurs.
L'EAHP conserve cependant ses spécificités : les mélanges de polymères est un thème transversal à plusieurs équipes. La Chimie est fortement représentée par les réactions dans le fondu, les synthèses en suspension, en émulsion et les réseaux interpénétrés. La Physique, avec les problèmes de rhéologie des mélanges, des relations structure - propriétés et de fracture, regroupe des thèmes très mobilisateurs. Enfin, la Mise en Oeuvre s'est vu adjoindre un enseignant spécialiste d'analyse numérique et de modélisation.
L'EAHP forme ainsi un ensemble cohérent de la synthèse à l'obtention de matériaux finis.
I. SYNTHESE ET MODIFICATION
CHIMIQUE
DES MATÉRIAUX
POLYMERES
1.1. POLYMERES EN PHASE DISPERSÉE L. Danicher, Y. Holl
1.1.1. Polymérisation en phase dispersée
Synthèse de billes de type gel et de billes poreuses en microsuspension
Objectifs : Synthèse en microsuspension de particules dont le diamètre est compris entre 1 et 100 I£m. Le procédé doit être simple et de mise en oeuvre facile.
Résultats : La microsuspension comporte deux étapes bien distinctes : la dispersion puis la polymérisation proprement dite. Nous avons pu montrer que la taille des billes de synthèse est directement conditionnée par le diamètre des gouttelettes obtenues en dispersion. Le contrôle de la taille des gouttelettes de monomères dépend essentiellement de la vitesse de l'homogénéisation et de la durée de celle-ci. La nature, la masse et la concentration du colloïde protecteur interviennent pour une moindre part dans la modification du diamètre des gouttelettes.
Les dispersions de monomères, une fois réalisées, sont suffisamment stables dans le temps pour que le diamètre des billes après polymérisation ne subisse qu'une faible modification de taille. La concentration en amorceur, la nature de l'amorceur, la température de réaction, la vitesse d'agitation ont peu d'influence sur le diamètre des billes au cours de la polymérisation.
Perspectives : Le procédé est mis au point pour des microbilles de copolymère réticulé de type gel polystyrène-polydivinylbenzène. Il doit être adapté à d'autres couples de monomères ainsi qu'à la synthèse de particules poreuses.
Objectifs : L'objectif de cette étude est d'obtenir des microbilles ayant un diamètre compris entre quelques lim et quelques dizaines de 1£m par le procédé de la microsuspension inverse.
Résultats : Dans la polymérisation en suspension inverse une solution aqueuse de monomères hydrophiles est dispersée dans un liquide non miscible avec l'eau sous forme de gouttelettes. Les amorceurs sont solubles dans la phase aqueuse. Les particules ou perles généralement synthétisées par ce procédé ont des diamètres compris entre 50 et 500 lim. Les perles ainsi synthétisées sont des billes de macromonomère méthacrylate poly(oxyde d'éthylène) qui constituent une nouvelle classe de macromolécules avec des propriétés très intéressantes dues à leur structure en peigne et aux propriétés exceptionnelles des chaînes latérales de poly(oxyde d'éthylène).
Perspectives : Si la polymérisation en suspension inverse de ces monomères commence à être connue (1), il y a peu d'informations sur la microsuspension inverse. Il est donc nécessaire de mettre au point le procédé en étudiant l'influence des paramètres importants qui interviennent aussi bien au moment de l'homogénéisation que la polymérisation et de l'étendre à d'autres monomères hydrophiles.
1) P. Trijasson, Y. Frère, P. Gramain Makromol. Chem. Rapid Comm. 11, 239 (1990)
"Inverse suspension polymerization of poly(ethylene oxide) methacrylate macromonomers"
1.1.2. Polymérisation en émulsion et propriétés des films de latex
Situation générale du sujet : Compte tenu de l'importance pratique des films de latex, leurs principales propriétés, telles que perméabilité, propriétés mécaniques ou adhésion, sont l'objet de nombreuses recherches dans le secteur industriel. La recherche fondamentale est également active sur plusieurs problèmes pertinents du point de vue des propriétés des films de latex : mécanismes de coalescence, interactions polymère-surfactant, rôle des interfaces interparticulaires sur les caractéristiques rhéologiques des films, phénomènes dissipatifs interfaciaux lors des ruptures film-support, pour citer quelques exemples significatifs. Tous ces points restent néanmoins à approfondir pour appréhender le vaste problème des propriétés des films de latex dans sa globalité.
Objectifs : Toutes les propriétés des films de latex sont interconnectées, l'une ne peut pas être étudiée en faisant abstraction des autres. Notre objectif ultime est une
des films de latex. Il est bien évidemment nécessaire de sérier les problèmes. Nos efforts actuels portent principalement sur l'étude :
- des mécanismes de formation des films à partir des latex, - de la distribution des surfactants,
- de l'adhésion des films.
Toutes ces recherches nécessitent des études sur latex modèles, structurés et monodisperses, dont la synthèse constitue une part importante de notre activité. Un de nos objectifs est donc également l'approfondissement de la maitrise de la polymérisation en émulsion.
Résultats : Nous avons développé une méthode d'étude de la coalescence de particules modèles(1) dans l'eau sous le seul effet de l'énergie interfaciale particule-