Elaboration et étude rhéologique de composites organiques modèles – NANOPARTELON

Le projet consiste en l'élaboration de polymères chargés modèles allant jusqu'aux nanocomposites et d'analyser leur comportement rhéologique, plus particulièrement en écoulement élongationnel. Des particules sphériques modèles de type coeur couronne, de diamètre et d'épaisseur de couronne ajustables, seront dispersées dans une matrice viscoélastique de nature chimique semblable à celle de la couronne. Une telle approche devrait conduire à l'obtention d'une dispersion de particules très homogène, limitant ou annihilant les phénomènes d'agrégation systématiquement présents dans les polymères chargés. Ceci devrait permettre une analyse fine des structurations créées à différentes fractions volumiques et de dégager le rôle de ces particules sur ces phénomènes de structuration. Le comportement des ces systèmes sera étudié également dans le domaine non linéaire sous écoulement de cisaillement et élongationnel, en couplant rhéométrie classique et microscopie. On s'intéressera plus spécifiquement à l'effet de la taille de la particule et de l'épaisseur de sa couronne, en décorrélant ces deux paramètres. L'effet de l'épaisseur de la couronne et du rapport de taille entre le coeur et la couronne sur les interactions entre particules sera étudié. Les chaînes présentes à la surface des particules devraient être à l'origine de comportements spécifiques qui seront étudiés de manière systématique. On attend, à faible distance inter-particulaire, des effets non linéaires supplémentaires dus à la couronne. On étudiera notamment le rôle des enchevêtrements decelle ci dans la matrice viscoélastique. Parmi les objectifs importants de ce projet, il s'agira d'une part, de dégager au niveau microscopique les conditions critiques nécessaires à l'apparition d'une structuration et, d'autre part, de moduler le comportement rhéologique sous écoulement élongationnel. Ce projet implique 2 laboratoires (LRMP, LCPO) et 3 partenaires. Jean-Charles Majesté porteur du projet (LRMP) ainsi que Jean-François Le Meins et Henri Cramail (LCPO) La synthèse des particules modèles sera effectuée au LCPO sous la direction du professeur Henri Cramail chimiste des polymères dont l'une des activités principales concerne la synthèse de particules coeur-écorce calibrées de polycondensats. La dispersion de ces particules dans des matrices viscoélastiques ainsi que l'étude du comportement rhéologique à l'équilibre sous cisaillement seront réalisées sous la direction de JF Le Meins, Maître de conférences, Physicochimiste ayant une expertise dans ce domaine. Toute la partie concernant le comportement rhéologique hors équilibre sous cisaillement et en élongation sera réalisée sous la direction de JC Majesté au LRMP. Ce projet devrait permettre de dégager le rôle des tailles respectives de la couronne et du coeur sur l'apparition d'une structuration à l'équilibre ainsi que son évolution hors équilibre. Nous espérons notamment contrôler le comportement sous élongation en termes de viscosité élongationnelle et de durcissement des contraintes (disparition, renforcement ou création) par ajout de ces charges modèles.