Academic literature on the topic 'Latex – Propriétés mécanique'

L'objectif de ce travail était d'apporter une meilleure compréhension de l'influence des latex sur les propriétés mécaniques des mortiers. Par ailleurs, nous avons modélisé leur comportement afin de réaliser des simulations numériques d'un "essai-métier". Pour cela, nous avons tout d'abord élaboré des composites mortier-styrène butadiène avec un rapport massique polymère sur ciment variant de 0 à 15 %, tout en contrôlant l'effet entraîneur d'air du latex et l'hydratation du ciment. Nous souhaitons obtenir des matériaux présentant peu de différences vis-à-vis de ces deux paramètres. Nous avons ensuite réalisé des analyses sur les pâtes à l'état frais (air occlus, temps de prise, conductivité électrique) comme à l'état durci (DRX, spectroscopie infrarouge, porosimétrie au mercure) afin de vérifier si leurs phases minérales étaient effectivement de même nature. Nous avons également étudié la façon dont les phases polymère et minérale étaient agencées. La caractérisation mécanique des matériaux a été réalisée à partir d'essais de compression uniaxiale et de flexion trois points. Nous avons montré en particulier que la percolation de la phase polymère en un réseau continu améliore la résistance mécanique des composites en flexion trois points. Le comportement endommageable des composites est décrit à l'aide d'un modèle développé par Dragon (A. ) et Halm (D. ). Ce modèle s'est avéré pertinent pour décrire le comportement mécanique de nos matériaux. Finalement, il a été appliqué avec succès à la simulation d'un "essai-métier". Ce travail offre une meilleure compréhension de l'influence des latex sur les propriétés mécaniques des composites mortie-polymère. De plus, les nombreuses analyses microstructurales réalisées apportent des résultats complémentaires sur l'influence de ces additifs sur : l'hydratation du ciment, la porosité, et l'agencement du polymère au sein de la phase minérale.

Dans l'industrie du second œuvre, les mortiers additionnés de latex sont largement utilisés. Cependant, à côté des améliorations d'usage qu'ils confèrent aux formulations, ils sont à l'origine de temps d'hydratation des pâtes plus importants. L'objectif de cette thèse est d'expliquer l'origine de cette augmentation des temps d'hydratation et de déterminer ses répercussions sur les propriétés rhéologiques et mécaniques des composites ciment/latex. Pour cela, l'étude de l'interaction de quatre familles de latex avec un ciment gris ordinaire a été menée. Il en ressort que les charges présentes dans le système de stabilisation du latex et les molécules hydrosolubles présentes dans la phase aqueuse du latex ont une forte influence sur l'hydratation du ciment. Cette forte influence ne se retrouve cependant pas sur les propriétés rhéologiques et mécaniques de la pâte.

Les couches minces à bas indice de réfraction présentent un intérêt important pour ajuster les propriétés optiques de certains dispositifs, par exemple leur réflectivité. Les couches sol-gel mésoporeuses de silice préparées par auto-assemblage de tensioactif ont été l'objet de nombreuses études mais présentent un indice de réfraction très peu stable puisqu'elles peuvent être le lieu de condensation capillaire d'eau atmosphérique. Pour dépasser ce problème, nous avons préparé des couches sol-gel poreuses de silice, structurées par des latex synthétisés spécifiquement, avec des tailles de pores supérieures à 30 nm, pour lesquelles la condensation capillaire n'a pas lieu. Ces couches ne présentent pas de microporosité dans les murs de silice, ce qui permet d'ajuster indépendamment et précisément la taille des pores, leur fraction volumique ainsi que leur chimie de surface. L'accessibilité des pores en fonction de leur taille et de la fraction poreuse a été étudiée par ellipsométrie-porosimétrie et par annihilation de positons. Une transition de percolation entre une porosité ouverte et fermée a été observée lorsque l'on fait décroître la fraction poreuse. Les propriétés mécaniques des couches ont été étudiées par nanoindentation : nous avons montré que module d'Young et dureté suivent un modèle de surface solide minimale. Le caractère modèle des propriétés structurales et mécaniques des couches ainsi préparées nous permet d'envisager une optimisation des propriétés du matériau. Ces couches poreuses avec un indice de réfraction très stable et ajustable sur une large gamme (de 1,10 à 1,45) sont ainsi très prometteuses pour des applications optiques

Cette thèse vise à approfondir notre compréhension du processus de coagulation des deux catégories de taille de particules de caoutchouc issues du latex d’Hevea brasiliensis et à établir un lien avec les propriétés mécaniques du caoutchouc final. L’originalité réside dans une approche multi-échelle et pluridisciplinaire, englobant l’analyse des particules natives et de leur auto-organisation à l’état liquide, ainsi que les propriétés mécaniques des films secs sous forme de feuilles de caoutchouc (mini ADS). L’étude a été menée sur deux tailles de particules provenant des clones, RRIM600 et PB235. La première partie aux interfaces liquide/air est une nouvelle approche utilisant une cuve de Langmuir, avec un suivi des cinétiques d’adsorption des particules à l’interface à l’aide de techniques complémentaires telles que l’ellipsométrie, la tensiométrie, la rhéologie et la microscopie à angle de Brewster. Les premières étapes de la coagulation et l’organisation des composants des particules ont été observées par microscopie à force atomique. La seconde partie a permis de relier ces organisations aux propriétés mécaniques de feuilles de caoutchouc sec à travers des essais de traction uni axiale. Ce travail ouvre de nouvelles perspectives en reliant les processus moléculaires aux propriétés macroscopiques du caoutchouc naturel, élargissant ainsi les voies de recherche dans ce domaine
The aim of this thesis is to gain a deeper understanding of the coagulation process of the two size classes of rubber particles derived from Hevea brasiliensis latex, and to establish a link with the mechanical properties of the final rubber. The originality lies in a multi-scale, multi-disciplinary approach, covering the analysis of native particles and their self-organization in the liquid state, as well as the mechanical properties of dry films in the form of rubber sheets (mini ADS). The study was carried out on two particle sizes from the RRIM600 and PB235 clones. The first part is a new liquid/air approach using a Langmuir trough, with particle adsorption kinetics at the interface monitored using complementary techniques such as ellipsometry, tensiometry, rheology and Brewster angle microscopy. The first stages of coagulation and the organization of particle components were observed by atomic force microscopy. In the second part, these organizations were linked to the mechanical properties of dry rubber sheets using uniaxial tensile tests. This work opens up new perspectives by linking molecular processes to the macroscopic properties of natural rubber, thus broadening research lines in this field

Malgré une grande diffusion et un coût bas, le plâtre est largement sous-utilisé du fait de ses piètres propriétés mécaniques, notamment sa fragilité prononcée. Pour tenter de réduire cette fragilité, nous avons élaboré des mélanges binaires plâtre-fibres synthétiques et plâtre-latex polymères, ainsi que des composites ternaires plâtre-latex-fibres. La prise du plâtre et de ces matériaux a était étudiée en termes de la variation dimensionnelle en cours de prise, mesurée par une méthode sans contact de télémétrie optique, du dégagement de chaleur, et de la variation de la conductance. La microstructure de ces matériaux a été appréhendée par des observations au MEB et par analyse d'image, en particulier l'effet des additifs sur la porosité a été analysé. L'étude du comportement mécanique des matériaux binaires contenant des fibres polyamide et polypropylène indique un faible effet de renforcement au sens de la ténacité. Cependant, on note un transfert des contraintes de la matrice vers les fibres, dont l'ampleur diffère avec le caractère mouillable ou non du renfort. Cette étude a permis de définir un facteur d'efficacité des fibres, paramètre renseignant sur leur aptitude à empêcher la rupture brutale du matériau en deux parties distinctes. L'ajout de certains latex, à des teneurs relativement faibles, permet de rehausser les caractéristiques mécaniques du plâtre, mais n'empêche pas sa rupture brutale. Dans le cas des composites ternaires plâtre-latex-fibres, l'emploi simultané d'un latex et de fibres permet à la fois d'éviter la rupture brutale et d'augmenter les caractéristiques mécaniques, malgré le manque de synergie entre les contributions de ces constituants.

Ce travail vise à mieux comprendre l'influence de tensioactifs copolymérisables (« Surfmers ») sur différentes propriétés de latex filmogènes. Dans ce but, nous avons tout d'abord synthétisé des surfmers dont la fonction réactive est issue de l'anhydride maléique. Ces composés sont ensuite engagés dans des polymérisations en émulsion ensemencée. Nous montrons qu'une bonne maîtrise des conditions opératoires permet tout d'abord d'obtenir des latex stables au cours de la synthèse et aussi d'optimiser le rendement greffage du tensioactif en surface des particules. Les colloïdes contenant du tensioactif greffé possèdent alors une grande stabilité, même lors de cycles gel/dégel ou lors d'ajouts d'électrolytes divalents en forte concentration. Nous avons ensuite étudié le comportement de tels latex durant la filmification. Grâce aux essais de traction uniaxiale nous décrivons la cinétique de diffusion des macromolécules, et montrons que l'évolution de l'allongement à la rupture est caractéristique de cette diffusion. Il apparaît alors que la présence de surfmer (associé à des molécules d'eau) dans les films accélère ce processus. Par la suite, nous avons été amenés à étudier l'influence de l'eau sur les propriétés des films. Nous observons des différences importantes entre les films contenant du surfmer et ceux à base de tensioactif non réactif: ainsi, par exemple, les films à base de surfmer sont nettement moins aptes à absorber de l’eau. Finalement, une analyse théorique de la déformation des polymères a été approfondie et nous a conduit à mieux comprendre les lois de comportement thermomécanique des films matures. Cela a permis une comparaison plus fine entre les films contenant du tensioactif non réactif et les films à base de surfmer
The aim of this work is to understand the influence of copolymerizable surfactants (« Surfmers ») on different properties of film forming latexes. First of all, we have synthesized surfmers with a reactive function derived from maleic anhydride. These compounds have then been engaged in seeded emulsion polymerizations. We show that a good control of the operating conditions, first of all, allows to obtain stable latexes, but also allows to optimize the grafting of the surfactant at the surface of the particles. Hence, the colloids containing grafted surfactant present a great stability, even during freeze 1 thaw cycles or when they are in the presence of highly concentrated divalent electrolyte solutions. In a second step, we have studied the behavior of such latexes during film formation. The macromolecular diffusion kinetics have been described through uniaxial tensile tests. We show that the rupture strain evolution represents this diffusion, and it appears that the presence of surfmer (associated with water molecules) accelerates this phenomenon. Then, we have been driven to study the influence of water on the films properties. We observe great differences between the films containing surfmer molecules and those synthesized in the presence of conventional surfactant: for example, the surfmer based films' water uptake is largely decreased. At last, a theoretical analysis of the polymer's deformation has been improved. This has lead us to have a better understanding of the films' thermomechanical behavior laws. We have then been able to finely compare the films containing conventional surfactants or surfmer

Cette thèse a pour objet l’étude de films adhésifs obtenus par le séchage de particules de latex hybrides uréthane/acrylique. Ces latex ont été préparés par polymérisation en miniémulsion pour assurer une incorporation homogène du polyuréthane dans chaque particule. L’étude de la morphologie des particules et des films a montré que le greffage du polyuréthane sur le réseau acrylique est essentiel pour éviter une séparation de phase à l’échelle du film, néfaste pour les propriétés macroscopiques. Les propriétés mécaniques de ces films hybrides sont contrôlés par deux paramètres indépendants : La fraction massique de polyuréthane affecte la viscoélasticité linéaire de ces films adhésifs alors que le taux de greffage du polyuréthane modifie le comportement en grandes déformations en modifiant la maille du réseau réticulé. En modifiant le taux de greffage, il est possible de maintenir un niveau d’adhérence satisfaisant par rapport à un film d’acrylique pur tout en augmentant la cohésion dans le matériau et donc la résistance au cisaillement. Cette méthode de synthèse par miniémulsion peut être transposée vers un processus plus industriel et l’effet des paramètres moléculaires reste globalement le même. L’effet du greffage apparaît toujours comme essentiel sur la déformabilité maximale des films adhésifs mais les conditions de synthèse augmentent fortement la densité de points de réticulation dans le matériau, ce qui diminue leur adhérence mais augmente leur résistance au cisaillement. Nous avons enfin mis au point un test de fluage en traction, permettant d’appréhender la résistance mécanique des adhésifs dans le temps.

Cette etude a consiste en l'analyse de l'influence de certains ensimages sur les proprietes mecaniques de composites formes de tissus de verre traites par ensimage et enduits de resine phenolique ou de latex. Notre preoccupation a d'abord ete de mieux connaitre la liaison fibre de verre-ensimage. Diverses techniques ont ete employees et appliquees a l'element constitutionnel de base de la meche de verre, le filament. L'etude s'est portee sur dix-sept fibres, une fibre nue, six fibres traitees par un agent couplant et onze fibres traitees par un ensimage complet. La microscopie a force atomique, et l'analyse topographique qui en decoule, a permis de mettre en evidence des differences de morphologie de surface selon l'agent couplant et l'acide contenu dans le bain d'ensimage. Par cette technique, les ensimages se differencient suivant la nature du liant. Une etude du mouillage, menee selon trois methodes (filament depose sur un liquide, goutte posee et tensiometrie) a mis l'accent sur les heterogeneites des filaments, dues principalement a des variations de composition chimique en surface. Une distinction a pu etre faite entre filaments interieurs et exterieurs au niveau de la meche de trame, ceux-ci n'ayant pas la meme energie de surface. En revanche, les filaments au sein de la meche de chaine sont indifferencies vis-a-vis de ce critere ; leur energie de surface est sensible a la nature du liant dans l'ensimage. Enfin, l'etude de la resistance en traction permet un classement des meches selon la nature du traitement. Apres enduction de resine phenolique ou de latex, ce classement peut evoluer en raison des interactions mises en jeu entre l'ensimage et la matrice. L'examen du processus d'enduction a abouti a la definition de conditions operatoires optimales: une tension minimale a l'entree du bac et suffisante lors de la reticulation de la matrice. En outre, le tissage se traduit par une forte diminution de la resistance a la rupture

Les tensioactifs utilisés lors de la polymérisation en émulsion apportent quelques faiblesses lors de l'utilisation des produits finis. C'est pourquoi, depuis une dizaine d'années, les tensioactifs réactifs sont à l'étude. Ces produits ont les propriétés des tensioactifs, et de plus sont susceptibles de copolymériser avec les monomères utilisés dans le procède de polymérisation en émulsion. Nous avons donc synthétisé des copolymères à blocs polyoxyde d'éthylène co polyoxyde de propylène par polymérisation anionique classique. Les degrés de polymérisation visés et obtenus en oxyde d'éthylène et oxyde de propylène sont respectivement de 35 et 10. L'alcoolate résultant est fonctionnalise par divers réactifs chlorés afin d'obtenir une plage de réactivité du tensioactif copolymérisable (isobutanoyle (non réactif), méthacrylique, maléique, allylique et éther vinylique). Ces tensioactifs réactifs ont été caractérisés par RMN, CES, détermination de la CMC, de l'aire spécifique et du point de trouble. Ils ont ensuite été étudiés lors des polymérisations en émulsion en semi-continu d'un mélange styrène/acrylate de butyle sur une semence de polystyrène. Nous avons obtenu des latex stables a 35% de taux de solide. Le greffage des différents tensioactifs copolymérisables a été déterminé par RMN et CES après précipitation et extraction dans l'acétone ainsi que par ultrafiltration tangentielle. Plus la réactivité du tensioactif copolymérisable vis-à-vis des monomères est importante, plus le taux de greffage est grand, ainsi certains latex à haut taux de greffage en tensioactif ont la particularité d'être stables aux cycles gel-degel et à l'ajout d'acétone. L'étude sur les tensioactifs copolymérisables a été finalisée par une analyse de leurs effets sur les propriétés des films de latex coalescés. Les comportements mécaniques et les reprises en eau des films obtenus soit avec un tensioactif réactif fortement greffé soit avec l'équivalent non réactif ont été comparés.

Ce travail de thèse porte sur l’élaboration de latex nanocomposites filmogènes à base de silice et d’oxyde de cérium par polymérisation en émulsion. Dans un premier temps, des fonctions copolymérisables ont été introduites à la surface des nanoparticules minérales via le greffage du méthacryloxypropyltriméthoxysilane pour la silice ou via l’utilisation de monomères ou de macromonomères carboxylés ou phosphorés complexant pour l’oxyde de cérium. Le greffage a été caractérisé par spectroscopie IRTF et RMN du solide et quantifié par analyse élémentaire. Les particules fonctionnalisées ont ensuite été utilisées comme semence dans des réactions de polymérisation en émulsion. Une attention toute particulière a été portée à la stabilité colloïdale des latex. Celle-ci semble étroitement reliée à la stabilité initiale de la suspension aqueuse de particules minérales greffées. La morphologie des particules composites a été caractérisée par microscopie électronique à transmission et reliée aux conditions de modification de surface et de polymérisation. Enfin, dans le cas de la silice, des films ont été formés à partir des latex et leurs propriétés évaluées puis mises en relation avec les caractéristiques des particules composites
This thesis deals with the elaboration of film forming nanocomposite latexes containing silica and cerium dioxide particles via emulsion polymerization. First, copolymerizable groups were introduced onto the surface of the mineral particles through chemical grafting of -methacryloxy propyltrimethoxysilane for silica or via the use of complexing carboxylated or organophosphorus monomers or macromonomers for cerium dioxide. The grafting was characterized by FTIR spectroscopy and solid state NMR and quantified through elemental analysis. The functionalized nanoparticules were then used as seeds in emulsion polymerization reactions. Attention was focused on the colloidal stability of the latexes. Colloidal stability appeared to be strongly dependent of the initial stability of the grafted inorganic colloidal suspension in water. The morphology of the nanocomposite latex particles was characterized by transmission electron microscopy and correlated with the surface modification and experimental polymerization conditions. Finally, in case of silica, films have been elaborated from the nanocomposite latexes and their mechanical properties have been evaluated and interpreted in view of the characteristics of the composite particles