Thèmes de recherche de l'Equipe CPCP
Projet 4 : Physico-chimie des polymères
Les compétences des membres de l’équipe (chimistes et physico-chimistes) leur permettent d’étudier les matériaux polymères, qu’ils soient synthétiques ou d’origine naturelle, de leur élaboration ou leur modification chimique jusqu’à leur mise en œuvre en passant par leur analyse structurale et l’étude de leurs propriétés. La recherche du contrôle de la structure et de l’architecture des matériaux élaborés permet alors d’établir une corrélation entre les différentes échelles constitutives du matériau et les propriétés qui en découlent. Les propriétés macroscopiques de la matière molle sont souvent conditionnées par des phénomènes qui ont lieu à une petite échelle. Dans de nombreuses situations, une échelle mésoscopique voire nanoscopique est responsable des comportements observés. Le but est alors de développer une interprétation mésoscopique ou moléculaire d’un comportement macroscopique.
En particulier, par la synthèse contrôlée de macromolécules originales (thèmes développés précédemment), la physico-chimie des phénomènes d’organisation et de structuration volumique mais également les phénomènes d’assemblages polymères sont étudiés. La combinaison entre étude des morphologies et analyse des propriétés dynamiques locales permet d’aborder de façon plus complète la question des relations structure/propriétés au sein de matériaux polymères et des systèmes polymères hétérogènes (hétérogénéités structurales et dynamiques). L’accent est mis dans tous les cas sur une compréhension des effets de la structure chimique et de l’architecture macromoléculaire sur les caractéristiques viscoélastique, de séparation de phase, de mobilité ou de confinement, de cristallisation…. Les architectures contrôlées préparées au sein du laboratoire sont ainsi étudiées de façon approfondie en ayant recours aux techniques de spectroscopie photonique (FTIR, PM-IRRAS), calorimétrique (DSC, TGA), de diffusion et de rhéologie, corrélées aux techniques de microscopie à sonde locale (AFM).
Les principales études réalisées durant la période 2005-2009 portent sur :
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L’organisation, la cristallisation et la morphologie de polymères, de copolymères et de mélanges polymères à architectures contrôlées (figure 1).
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L’assemblage hiérarchique et la formation d’édifices supramoléculaires au sein de biopolymères (amidon, dérivés cellulosiques).
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L’amorçage de la cristallisation sélective de l’amidon par des sucres fonctionnels.
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La formulation de dérivés cellulosiques pour des applications pharmaceutiques (propriétés hygroscopiques, de perméation, séparation de phase, migration d’additifs).
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Processus de filmification et de coalescence de latex – Miscibilité thermodynamique de mélange de polymères.
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L’étude des transitions conformationelles et des phénomènes d’orientation moléculaire par spectroscopie FTIR à modulation photoélastique.
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L’étude des transitions thermiques : relaxation vitreuse, effets de confinement, interphases.
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L’étude des propriétés viscoélastiques : relations structures-propriétés.
Figure 1 : Morphologie d’un homopolymère PCL (a) et d’un copolymère (PCL-b-PDMS) (b)
Adsorption of PVA on Stainless Steel During the PVC Synthesis
The formation of scale on the inner part of reactors during suspension polymerization of Vinyl Chloride Monomer (VCM) has always been a technical and economical problem for PolyVinyl Chloride (PVC) producers. This process leads to the presence of a thick and large polymer build-up, which is stuck to the surface of the autoclaves. This phenomenon will affect among others the properties of the final product at the end of the polymerization and the reactor productivity. The aim of this study was to investigate the physical and chemical origins of this scale formation and to determine the factors responsible for this process. Stainless steel plates (to simulate the reactor's walls) were immersed in the polymerization reactor and analyzed as a function of the immersion time. Infrared Reflection Absorption Spectroscopy (IRRAS) and optical microscopy were used in this study to follow the crust formation during the polymerization process in order to propose a mechanism for the formation of scale.
Personnel: Huser Julien; Bistac Sophie; Delaite Christelle; et al.
Source: POLYMER-PLASTICS TECHNOLOGY AND ENGINEERING, 2012, Volume: 51 Issue: 9 Pages: 930-937
Effect of a formulation named "Giral" on mechanical properties of a composite based on silica and unsaturated polyester resin
To improve the performances of a composite based on silica and unsaturated polyester resin, modification of silica surface and addition of a dispersing agent are required. The surface of raw silica was modified with vinyltrimethoxysilane in acidic conditions, adding methacrylic acid. Moreover, to enhance the compatibility between silica and polyester resin, a block copolymer which reacts as a dispersing agent was added. The mixture of these components is named “Giral.” The mechanism of interaction of the different components of the “Giral” with the raw silica is described. Adding this formulation to a mixture of polyester resin and silica leads to a decrease of the viscosity of the polyester resin/silica system and the mechanical properties of the composite thus formed are improved.
Personnel: Schuller Anne-Sophie; Delaite Christelle; Farge Herve
Source: POLYMER BULLETIN, 2011, Volume: 66 Issue: 1 Pages: 77-94