Contribution à la compatibilisation des mélanges polyoléfines/charge : contrôle des propriétés par la gestion des interactions physico-chimiques au niveau de l’interface

Abstract

Le présent travail porte sur l’effet de l’incorporation d’une charge minérale brute et traitée sur les comportements mécaniques et morphologiques des systèmes composites. L’objectif est de combiner à la fois les avantages d’une charge renforçante et des particules de caoutchoucs. Il s’agit d’aboutir à des matériaux ayant des propriétés mécaniques élevées aussi bien en terme de rigidité qu’en terme de ductilité et de résistance aux chocs. La stratégie est d’améliorer la compatibilité en utilisant des agents interfaciaux et des particules minérales modifiées en surface. Le choix de l’agent de couplage a été fait dans le but de créer des sites actifs superficiels sur les particules minérales capables de former des liaisons intenses avec la matrice polymérique. L’investigation a porté sur des composites à base de (PEBD/EPDM), (PP/EPDM) et de (PP/PEBD) initialement incompatibles et de particules de silice (SiO2) nanométriques traitées par un organosilane (Silquest A-174). Le but étant d’étudier les relations entre la morphologie et les propriétés mécaniques des composites. L’étude du dépôt de l’agent de couplage sur la surface de la silice a été faite par spectroscopie infrarouge à transformer de Fourier (IRTF). La caractérisation a permis de mettre en évidence le traitement appliqué à la surface du solide L’étude des propriétés mécaniques montrent des comportements typiques des matériaux hybrides organique-inorganique, l’introduction de la charge modifiée et non modifiée a permis d’améliorer la rigidité des composites. En outre l’utilisation des compatibilisants ont permis d’améliorer l’adhésion interfaciale des phases en présences en donnant des propriétés mécaniques supérieures a celles des mélanges purs. L’étude microscopique montre que quelle que soit la nature du mélange la morphologie est toujours grossière, la phase minoritaire est sous forme de nodules dispersée dans la phase continue. Le renforcement de l’interface par les agents compatibilisants et la charge modifiée se traduit au niveau microscopique par une structure plus fine et plus régulière.