Elaboration et analyse des propriétés physiques de nouveaux :matériaux polymères/nanorenforts

Abstract

Les nanocomposites poly(chlorure de vinyle)/montmorillonite ont été élaborés par mélange à l'état fondu en utilisant trois types de montmorillonite:la montmorillonite brute (MMT-Brt),la montmorillonite sodique(MMT-Na+),et la montmorillonite modifiée par des ions chlorure d’hexadécylammonium (MMT-O).Ces montmorillonites ont été incorporées à la matrice PVC à différentes teneurs(1,3,5,7et 9pcr)en présence de dioctyle phtalate(DOP).Les propriétés mécaniques,thermiques,optiques, structurales et morphologiques ont été caractérisées par diverses techniques telles que la diffraction des rayonsX(DRX),la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier(FTIR),la calorimétrie différentielle à balayage(DSC),l'analyse thermogravimétrique(TGA),la transmission de la lumière,la microscopie à force atomique(AFM)et la microscopie électronique à balayage(MEB).Les résultats de la DRX indiquent que les feuillets de la montmorillonite(MMT-O)ont été exfoliés et intercalés dans la matrice PVC.Cependant,les nanocomposites PVC/MMT-Brt montrent une microcomposite conventionnelle lorsque la teneur en MMT-Brt est incorporée de1à9 pcr.L'analyse FTIR a révélé la présence de petits épaulements à 1667 cm-1 dans tous les nanocomposites,attribués aux vibrations d’élongation de la double liaison(C=C),suggérant une coloration des films nanocomposites élaborés.Les nanocomposites à base de montmorillonite modifiée montrent des températures de transition vitreuse(Tg)inférieures à celles contenant MMT-Brt et MMT-Ma+,suggérant que MMT-O agit comme un plastifiant.L'incorporation de MMT-O à différentes concentrations dans le PVC a amélioré la stabilité thermique de ces nanocomposites par rapport au PVC non chargé et aux nanocomposites contenant de la montmorillonite non modifiée.Ainsi,MMT-O peut agir comme une barrière limitant la diffusion de la chaleur et des produits de décomposition volatils.Une amélioration significative de la transmission de la lumière a été observée dans les nanocomposites PVC/MMT-O dans trois domaines(ultraviolet,visible et infrarouge) en raison de la dispersion homogène de MMT-O dans la matrice.L'analyse AFM a révélé une réduction de la rugosité de surface sous l’effet de la modification de MMT,en particulier à 1 pcr de MMT-O.L'analyse MEB a montré l'apparition de grosses particules et de sphères composées d’un ensemble de particules de MMT-Brt à la surface des matériaux, indiquant une structure immiscible.En revanche,les nanocomposites contenant de la montmorillonite modifiée présentaient une surface homogène et régulière,suggérant une meilleure intégration entre MMT-O et la matrice de PVC.