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Дисертації з теми "Extrusion de polymères fondus"
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Nigen, Sophie. "Instabilités en extrusion de polymères fondus : atténuation, élimination, mécanismes." Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 2000. http://www.theses.fr/2000GRE10017.
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Ces travaux portent sur la stabilite en extrusion des polymeres fondus en ecoulement en contraction brusque. Les phenomenes observes sont la fissuration en sortie de filiere, le glissement a la paroi et les instabilites. On a utilise des polydimethylsiloxanes et differents types de polyethylene, dont les structures moleculaires (quantite et repartition des ramifications) ont ete caracterisees. Chaque ecoulement a ete visualise en sortie de filiere ; des mesures de vitesses ont ete faites dans le capillaire, a sa paroi et en amont de la contraction. Le developpement du phenomene de fissuration en sortie de filiere a ete observe : le scenario suivi se generalise a l'ensemble des polymeres fondus. Les ramifications longues permettent d'attenuer leur profondeur. Les ecoulements a debit impose peuvent presenter des regimes avec oscillations instantanees de la pression. L'augmentation de la compressibilite en augmentant le nombre de ramifications permet de les attenuer, parfois de les eliminer. Un milieu poreux place en entree de filiere les elimine totalement. En extrusion de polymeres fondus, il existe deux types de glissement a la paroi. Le premier s'observe dans des filieres de faible energie de surface en ecoulement stable. La contribution du glissement au debit n'evolue alors pas. Le second, glissement macroscopique de nature cohesive, ne depend pas de la nature de la surface de la filiere et est gere par des effets de volume en ecoulement instable. La contribution du glissement au debit augmente avec le regime d'extrusion ; on tend vers un ecoulement en bloc. En terme de rentabilite en extrusion, l'introduction de ramifications longues permet de repousser l'apparition des instabilites mais le gain est non reproductible. Par contre, un milieu poreux de fort pouvoir filtrant place en amont de la contraction repousse cette apparition d'un facteur 2 au moins. Ces instabilites s'initient en amont de la contraction sur l'axe de l'ecoulement, la ou l'elongation est maximale et elles generent des ecoulements instationnaires en volume. Elles ont au moins une frequence propre qui est la meme que celle mesuree en amont de la contraction le long des lignes de courant et en sortie de filiere. Meme si les variations instantanees locales de la vitesse peuvent etre importantes, celles de la vitesse sur l'axe et celles du debit sont faibles.
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Legrand, Frédéric. "Glissement aux parois des polymères fondus enchevêtrés." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1997. http://www.theses.fr/1997GRE10288.
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On etudie tout d'abord le glissement sur une surface metallique usinee, qui adsorbe fortement le polymere. Pour atteindre les forts taux de deformation necessaires, une filiere d'extrusion bidimentionnelle a ete construite. Les mesures de vitesses dans l'ecoulement sont faites en suivant le mouvement de particules solides. Des mesures de birefringence de contrainte sont faites soit globalement par la methode des franges, soit localement au moyen d'un appareil a modulateur photo-elastique. Trois polymeres sont etudies : un polydimethylsiloxane, un polybutadiene et un styrene-butadiene statistique. Les mesures apportent une comprehension du lien entre le glissement et l'instabilite elastique qui se declenche en amont de la filiere. Une experience complementaire utilisant des marqueurs fluorescents permet de mesurer le champ de vitesse a une distance de la paroi de l'ordre du micrometre. Elle montre que le glissement se fait sur un plan localise dans le volume du polymere, juste au dessus des rugosites de la surface. Le mecanisme du glissement est donc un desenchevetrement de la couche piegee par les rugosites par rapport au polymere en ecoulement. Dans un deuxieme temps, le glissement d'un polydimethylsiloxane est obtenu sur des surfaces qui adsorbent faiblement le polymere, au moyen d'une methode de rheometrie cone-plan capable d'operer a faible taux de cisaillement. Le glissement obtenu sur la silice propre et sur la silice recouverte d'une monocouche organique montre l'influence du taux d'adsorption des chaines sur le seuil de glissement. Apres avoir etabli un modele qui calcule la contrainte necessaire a la desorption des chaines, nous en concluons que le glissement se fait ici aussi par desenchevetrement des chaines adsorbees par rapport au fondu en ecoulement. Enfin, un glissement a l'interface entre un polydimethylsiloxane et un polybutadiene est etudie et interprete la encore en terme de desenchevetrement dans la couche d'interpenetration.
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Lavernhe-Gerbier, Alexandrine. "Modèles moléculaires appliqués aux instabilités d'écoulement de polymères fondus." Pau, 2003. http://www.theses.fr/2003PAUU3023.
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Le procédé d'extrusion des polymères est souvent limité en débit par l'apparition d'instabilités. En effet, aux petits débits, l'extrudat est lisse, puis lorsqu'on augmente le débit on trouve successivement le défaut de peau de requin, le défaut oscillant et enfin le défaut en volume. Cette thèse a pour but de comprendre l'origine moléculaire du défaut de peau de requin et du défaut oscillant pour, in fine, augmenter la cadence de production en modifiant la distribution des masses moléculaires ou la tacticité des polymères linéaires. Après une étude bibliographique qui fait un état du savoir sur les défauts peau requin et oscillant, nous avons étudié la rhéologie en viscoélasticité linéaire et non-linéaire de polymères linéaires de différentes espèces chimiques. Nous avons ensuite modélisé ces résultats en petites et grandes déformations avec le modèle de Doi͏̈-Edwards. La validation de ce modèle dans les écoulements simples, nous a permis de l'appliquer dans le cas de l'écoulement d'un polymère dans une filière plate afin de prédire le profil de vitesse et de montrer un lien entre le défaut de peau de requin et le profil de vitesse. Pour expliquer l'origine et le mécanisme de ce défaut, nous nous sommes intéressés à la théorie de Griffith et au modèle de la trompette de de Gennes. Ceci nous a permis de proposer une solution pour décaler le défaut de peau de requin. Pour expliquer le défaut oscillant, nous avons proposé un modèle de glissement basé sur des concepts développés par de Gennes et Brochard. Selon cette approche, le mécanisme de glissement serait dû à un phénomène thermodynamique d'intergiditation entre les molécules de la surface et celles du volumeThe extrusion process of polymers is often limited in flow by instabilities. Indeed, at small flow rate, the extrudate is smooth, then when increase the flow rate, we find successively the sharkskin defect, the spurt and the gross melt fracture. The goal of this thesis, is to understand the molecular origin of the sharkskin and the spurt for, in fine, increasing the rate of production by modifying the molecular weight distribution or the tacticity of linear polymers. After a bibliographical study, which makes a state of the knowledge on the the sharkskin and the spurt, we have studied the linear and non-linear viscoelasticity properties of linear polymer of various chemical species. We have modelled the rheological results, in small and large deformations with the Doi͏̈-Edwards model. The validation of this model in the simple flows, enabled us to apply it in the case of the flow of a polymer in a flat die in order to predict the velocity profile and to show a link between the sharkskin defect and the velocity profile. To explain the origin and the mechanism of this defect, we were interested in the theory of Griffith and the model of the trumpet of de Gennes. This enabled us to find a solution to shift the sharkskin defect. To explain the spurt, we proposed a model of slip based on concepts developed by de Gennes and Brochard. According to our approach, the mechanism of slip would be due to a thermodynamic phenomenon between the molecules of surface "the pseudo brush" and those of volume
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Kim, Beom-Soo. "Modélisation du gonflement des polymères fondus en sortie de filière." Saint-Etienne, 1995. http://www.theses.fr/1995STET4014.
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Deux polyéthylènes industriels (PEBDL et PEBD) sont testés pour modéliser le gonflement des polymères fondus en sortie de filière. Nous avons tenté cette modélisation selon trois axes de recherche : modification du modèle semi-empirique développé par M. Seriai, proposition d'un nouveau modèle théorique et d'un modèle purement empirique. Lors de la modification du modèle semi-empirique de Seriai, les valeurs de la déformation récupérable transitoire et les modules de relaxation en viscoélasticité non-linéaire ont remplacé respectivement les valeurs stationnaires et les modules linéaires. Les résultats obtenus permettent une amélioration sensible des prédictions. Cependant, ce modèle reste toujours semi-empirique. En second lieu, nous avons proposé un nouveau modèle ne faisant intervenir ni la déformation récupérable transitoire ni le gonflement newtonien, mais prenant en compte l'influence de l'écoulement convergent et de la recouvrance non-instantanée dans la cinématique du modèle de Seriai. Trois lois de comportement sont testées : Lodge, Wagner et K-BKZ, les deux dernières étant les plus pertinentes. Dans le cas du PEBD, les résultats théoriques restent assez éloignés de la réalité. Enfin, le dernier modèle empirique semble rendre correctement compte des résultats expérimentaux obtenus sur plusieurs polymères dans des conditions d'extrusion variées
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Cizeron, Jérome. "Simulation numérique du glissement à la paroi des polymères fondus." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1997. http://www.theses.fr/1997GRE10009.
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La simulation numerique d'ecoulements de fluides newtonien-generalises avec une condition de glissement a la paroi est realisee dans des configurations caracteristiques de l'extrusion. La methode d'elements finis mise en uvre permet d'obtenir la convergence avec le maillage pour differentes lois de glissement liant la vitesse et la contrainte de cisaillement a la paroi. Le cas d'une loi de glissement correspondant a des mesures experimentales et necessitant un certain niveau de contrainte pour obtenir le glissement est etudie en detail. La reduction du cisaillement effectif lors des forts glissements est mis en evidence ainsi que les phenomenes prenant place a la transition d'une condition d'adherence vers une condition de glissement. L'etude de l'influence du glissement en sortie de filiere, montre que la presence de celui-ci reduit fortement les contraintes et le gonflement de l'extrudat. L'influence de la dimension d'une zone glissante positionnee en sortie de filiere sur ces memes elements est mise en evidence. Pour les ecoulements en contraction la presence d'une condition de glissement situee en amont ou en aval par rapport au plan de contraction entraine de fortes modifications de la recirculation et du champs des contraintes
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Raynal, Caroline. "Frottement avec glissement de polymères fondus : filières à haute et basse énergie de surface." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1997. http://www.theses.fr/1997GRE10002.
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Nous analysons l'ecoulement de polymeres fondus de grandes masses moleculaires dans des contractions brusques. Dans des filieres a haute energie de surface, un glissement macroscopique se manifeste pour des debits moderes lors de l'ecoulement oscillant. Pour des debits du meme ordre, un regime instable se developpe en amont de la contraction. Dans ce memoire, une etude experimentale detaillee de l'ecoulement oscillant a ete menee pour deux polyethylenes et les resultats obtenus pour l'un des produits ont permis de valider un modele theorique. Pour trois familles de polymeres, deux polyethylenes, un polybutadiene et cinq polydimethylsiloxanes, un nombre de weissenberg critique a ete mis en evidence pour le declenchement de l'instabilite amont. Dans des filieres a basse energie de surface, un glissement a lieu des les faibles regimes d'ecoulement. Ce glissement retarde le defaut de fissuration et supprime l'ecoulement oscillant. En vue d'ameliorer le procede d'extrusion, il est tres interessant d'etudier de telles filieres et de mieux comprendre les ecoulements mis en jeu. Aussi, avons-nous determine les courbes de frottement en termes de contrainte et de longueur d'extrapolation pour trois polymeres en ecoulement dans une filiere fluoree. Par ailleurs, differents composes quasi-cristallins ont ete etudies. Les essais en filiere ainsi que les analyses par mouillage ont montre que ces materiaux ne favorisent pas particulierement le glissement
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Goutille, Yannick. "Contribution à l'étude de l'origine de la rupture d'extrudat des polymères fondus : effets d'une filtration à l'entrée des filières d'extrusion." Saint-Etienne, 2001. http://www.theses.fr/2001STET4014.
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L'apparition des défauts d'extrusion représente une limitation sérieuse des cadences de production lors des opérations de transformation des matières plastiques. Pour cette étude, nous disposons de 2 copolymères styrène-butadiène (SBR) statistiques de structure linéaire et en étoile. L'apparition et le développement des différents défauts d'extrusion sont clairement identifiés. L'influence des paramètres d'extrusion (débit, température, longueur et angle d'entrée de la filière, rugosité de la surface d'entrée) est examinée. Notre étude montre que le taux de cisaillement apparent critique du déclenchement de la rupture d'extrudat est 50 fois plus élevé pour le copolymère SBR en étoile par rapport au polymère linéaire. Les lignes de courant sont visualisées par suivi de particules, et le niveau de contrainte est déterminé par biréfringence d'écoulement. Lors de l'apparition de la rupture d'extrudat, les franges isochromes situées juste en amont du plan de contraction oscillent entre 2 états de contrainte voisins. Nous montrons que le copolymère SBR en étoile peut endurer des contraintes élongationnelles 3 fois plus élevées que le polymère linéaire avant le déclenchement des instabilités d'écoulement. L'utilisation de milieux filtrants à l'entrée de la filière permet de réduire de manière significative la sévérité de la rupture d'extrudat. La visualisation des lignes de courant et les expériences de biréfringence indiquent une stabilisation de l'écoulement après l'introduction d'un filtre. Les expériences de tirage de jonc avec un Rheotens font apparaître une diminution de la force de rupture qui est fonction du pouvoir de filtration. Par contre, le taux de tirage n'est pas affecté par le passage à travers les filtres. La diminution de la force à la rupture est attribuée à un désenchevêtrement momentané des chaînes macromoléculaires lors de l'extrusion à travers les filtresTwo linear and star-branched statistic styrene-butadiene (SBR) copolymers are extruded. The succession and evolution of the different flow defects are clearly identified. The influence of extrusion parameters on defects (flow rate, temperature, die entrance angle, surface roughness of the die entrance) is investigated. . . [etc. ]
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Santanach, Carreras Enric. "Stabilité en extrusion des polymères fondus : effets de la pression et de la structure des copolymères triblocs de type ABA." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011316.
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L'extrusion est un procédé de mise en forme très répandu dans des industries variées telles que la plasturgie, la métallurgie, les céramiques, ou encore l'industrie agroalimentaire. Les matériaux doivent cependant être soumis à des niveaux de pression et de contrainte élevés pour être extrudés à des débits suffisants.La présente thèse a pour objectif de mieux connaître l'influence des paramètres de pression et contrainte sur les propriétés des polymères et la stabilité de leurs écoulements, et ce en relation avec leur structure mésoscopique.
Les effets de la pression ont été étudiés sur quatre polyéthylènes (PE) de structures différentes. D'abord, les conditions expérimentales précises ont été définies pour isoler les effets de la pression des effets de la température et pour différencier les écoulements stables ou instables. Nos résultats montrent que les effets de la pression sont les mêmes en cisaillement et en élongation, sauf pour l'un des PE où ils sont 30% supérieurs en cisaillement. En outre, c'est un critère de contrainte critique qui caractérise l'apparitions des instabilités viscoélastiques quelle que soit la pression moyenne.
Dans la deuxième partie de cette thèse, trois copolymères de la famille des SEBS montrant une séparation de phase aux échelles nanoscopiques ont été considérés. L'étude des défauts macroscopiques d'extrusion, et de la propagation de fissures surfaciques, de ces copolymères à blocs a permis d'identifier l'origine du défaut dit de « refente d'extrudat » ainsi qu'un nouveau régime d'extrusion : le « pelage continu ». Ces défauts ont été mis en relation avec la structure mésoscopique par des essais de diffusion de rayons-X aux petits angles.
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Authelin, Olivier. "Méthodologie de préparation à la fabrication de composants de grandes dimensions à partir de matériaux polymères thermoplastiques fondus." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2022. http://www.theses.fr/2022ECDN0006.
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La fabrication additive de composants de grandes dimensions à partir de matériaux polymères thermoplastiques fondus connaît depuis les années 2010 un essor important, l’arrivée de matériaux innovants ayant permis de réaliser un bond en avant en termes de propriétés mécaniques intrinsèques. La réalisation de démonstrateurs de grandes dimensions, développés au sein de la littérature scientifique, a mis en lumière la pertinence de ce procédé pour la réalisation d’applications structurelles(équipements sportifs, ponts pédestres) et non structurelles (moules et outillages de grandes dimensions). En effet, lesavantages de ce procédé sont nombreux, comme par exemple la fabrication de composants personnalisés ou la réduction des coûts et des délais d’obtention. Cependant, ressortent de l’analyse de l’état de l’art des verrous scientifiques relatifs à la fabrication de ces démonstrateurs de grandes dimensions :- la façon de procéder, de type « essais - erreurs – corrections », est coûteuse en temps, en ressources et en argent. Il n’existe pas de consensus concernant une méthode générique qui permette de réaliser des composants de grandes dimensions ;- des problématiques concernant la génération des trajectoires de fabrication en vue de respecter un cahier des charges et le choix d’un moyen de fabrication adapté doivent être résolues.Dans le cadre de ce manuscrit est développée une méthodologie de préparation à la fabrication de composants de grandes dimensions réalisés à partir de matériaux polymères thermoplastiques fondus. Elle propose une préparation à la fabrication générique, basée sur un ensemble de règles métier intégrant la prise en compte des problématiques précédemment mentionnées. Les étapes de la méthodologie sont traitées de manière chronologique au sein des chapitres dans lesquels les problématiques spécifiques et les solutions mises en place pour les résoudre sont explicitées. Un axe de recherche consacré au renforcement des composants à partir de matériaux renforcés de fibres continues afin de pallier la problématique d’anisotropie des propriétés mécaniques inhérente aux procédés additifs basés sur l’extrusion de polymères fondus, est notamment développé. Pour finir, la réalisation de démonstrateurs de grandes dimensions permet de mettre en lumière la pertinence des éléments présentés au sein de la méthodologie mais aussi les perspectives pouvant lui être apportéesLarge-sized additively manufactured components made of thermoplastic polymer materials has experienced significant growth since the 2010s, the arrival of innovative materials having made possible to achieve a leap forward in terms of intrinsic mechanical properties. Large-scale demonstrators manufacturing, developed within the scientific literature, has highlighted therelevance of this process for the realization of structural (sports equipments, pedestrian bridges) and non-structural (large-dimension molds and tools) applications. Indeed, the advantages of this process are numerous, such as for example personalized components manufacturing or costs and lead times reduction. However, large-scale demonstrators manufacturing scientific obstacles resulting from state-of-the-art analysis emerges:- “trial - error - correction” procedure is costly in time, resources and money. There is no consensus on a generic method that allows large components manufacturing preparation;- issues concerning toolpaths generation in order to comply with specifications and the choice of a suitable manufacturing means must be resolved. Within the framework of this manuscript is developed a preparation methodology for large-sized components manufacturing made from fused thermoplastic polymer materials. It offers preparation for generic manufacturing, based on a set of process specific rules integrating the consideration of the previously mentioned issues. The steps of the methodology are processed chronologically in each chapter of the manuscript in which the specific issues and the solutions put in place to resolve them are explained. A research axis dedicated to components reinforcement from continuous fibers reinforced materials in order to overcome mechanical properties anisotropy, inherent in additive processes based on fused thermoplastic polymer materials is notably developed. Finally, large-scale demonstrators manufacturing makes it possible to highlight the methodology relevance but also the perspectives that can be brought to it
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Domenech, Trystan. "Structure et propriétés de nanocomposites polypropylène/argile lamellaire préparés par mélange à l'état fondu." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00684786.
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Ce travail de thèse porte sur les liens entre les conditions opératoires du procédé de mise en œuvre par mélange à l'état fondu et la structure de nanocomposites polypropylène/argile, ainsi que sur l'influence de l'état de dispersion de l'argile sur les propriétés mécaniques des matériaux obtenus. L'étude est basée sur des essais expérimentaux. Les analyses structurales sont réalisées en s'appuyant sur la rhéologie, la diffraction de rayons X ainsi que sur des observations en microscopie électronique.Les études en mélangeur interne ont montré, d'une part, que l'augmentation de la concentration en agent compatibilisant (PP-g-MA) favorise la dispersion de l'argile à l'échelle manométrique tout en augmentant la fragilité des nanocomposites, et d'autre part, que le mélange par voie mélange maître permet d'améliorer considérablement l'état de dispersion comparativement à la voie directe. Les essais réalisés en extrusion bivis corotative ont permis de mettre en évidence l'impact de la vitesse de rotation des vis (N), du débit d'alimentation (Q) et de la température de régulation (Trég) sur l'état de dispersion. L'influence de ces trois variables peut être décrite à l'aide d'un paramètre unique : l'énergie mécanique spécifique (EMS). L'accroissement de l'EMS entraîne une augmentation du niveau d'exfoliation jusqu'à une valeur critique au-delà de laquelle les conditions opératoires ne semblent plus influencer l'état de dispersion. Une relation entre le module de Young des nanocomposites et le niveau d'exfoliation a été établie. Le logiciel LUDOVIC© nous a permis de montrer que l'EMS permet également une bonne description de la progression de l'état de dispersion le long du profil d'extrusion. Enfin, l'étude du comportement thixotrope des nanocomposites à l'état fondu a notamment permis de comprendre que le principe de superposition temps-température ne s'applique pas systématiquement aux nanocomposites étant donné leur caractère évolutif.
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Adragna, Laurent. "Mise en oeuvre réactive des polymères : étude et modélisation de la dispersion en mélangeur interne d'un liquide peu visqueux dans un polymère fondu." Lyon 1, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/12/55/96/PDF/These_ADRAGNA.pdf.
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Le but de cette étude est de construire un modèle permettant de représenter le phénomène de mélange entre deux fluides de viscosités très différentes dans un mélangeur interne, typiquement un plastifiant froid et un polymère fondu chaud. Les expériences ont été menées avec deux systèmes (ε-caprolactone/polycarbonate et N-butylbenzenesufonamide/polyamide 6. 6) sous des conditions opératoires différentes : variation de la quantité en plastifiant, de la vitesse des rotors et de la température de consigne. Ce modèle se base sur une vision simplifiée de l’écoulement et sur trois bilans : un de matière, un d’énergie et un de quantité de mouvement. Pour le bilan de matière, nous considérons à la fois l’action mécanique des rotors en mouvement et l’aspect diffusif. Le bilan d’énergie est nécessaire car il existe une différence de température importante entre les deux composés qui se mélangent. Enfin, le bilan de quantité de mouvement permet de représenter les profils de vitesse et de simuler l’évolution du couple (qui est une grandeur expérimentale) en considérant que la viscosité dépend de la concentration en plastifiant et de la température. Une étude de sensibilité paramétrique a été menée pour mesurer l’influence des paramètres sur les grandeurs physiques modélisées. Les résultats des modélisations sont en accord avec les expériences menéesThe objective of this work is to build a model allowing the representation of the mixing phenomenon between two fluids having very different viscosities in an internal mixer, typically a cold plasticizer and a hot molten polymer. Experiments have been carried out through two different systems: ε-caprolactone with polycarbonate and polyamide 6. 6 with N-butylbenzenesufonamide, under different operating conditions. Then, we present a dynamic model based on a simplified view of the flow and on mass, energy and momentum balances. As far as the mass transfer is concerned, we consider simultaneously the mechanical action of the rotors and the diffusive process. Heat transfer has to be considered because of the important temperature difference between the two components and the viscous dissipation. Finally, a momentum balance allows us to calculate the velocity profile and the torque time evolution by considering that the viscosity is concentration and temperature dependant. A study on parametric sensibility has been done to measure the influence of parameters on physical data simulated. Simulation results will show a good agreement between the model and experiments
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Ditta, Alexis. "Effets de l’incorporation de nanocharges sur les propriétés viscoélastiques et la stabilité thermique du polyoxyméthylène." Caen, 2015. http://www.theses.fr/2015CAEN2048.
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Pour améliorer la résistance au fluage du polyoxyméthylène (POM), l’effet de l’incorporation de montmorillonites organophiles par voie fondue a été étudié. Bien que certaines des montmorillonites testées puissent améliorer les propriétés mécaniques du POM, l’incorporation de 5%m de ces nanocharges contribue à la diminution significative de sa stabilité thermique. Le suivi par spectrométrie infrarouge en mode ATR (attenuated total reflectance) de la dégradation, couplé à une analyse quantitative de la chimie de surface des différentes montmorillonites par spectrométrie infrarouge in-situ, a permis de montrer que la présence de sites acides de type Brønsted engendrait l’élimination des groupes acétates protecteurs présents aux extrémités des chaînes de POM, entraînant une dépolymérisation. L’induction par les nanocharges de mécanisme de dégradation conduit à une dégradation jusqu’à 10 fois plus rapide que celle du POM non chargé. La présence à la surface des nanocharges de sites acides de type Lewis accélère quant à elle le processus de dégradation classique d’un POM stabilisé par coupure de chaines statistique, suivi d’une dépolymérisation des espèces moins stables ainsi générées. Finalement, l’utilisation de 4%m de nanoparticules de silice pyrogénée dénuées de site acides après une modification de surface par de l’hexaméthyldisilazane a permis d’augmenter le module du POM de 20% et d’améliorer sa résistance au fluage de plus de 200 heures à 90°C, en restreignant la mobilité des macromoléculesIn order to improve the creep resistance of the polyoxymethylene (POM), the effect of organoclay incorporation by melt polymer intercalation has been studied. Even if some of the organoclays tested efficiently improved the POM mechanical properties, adding of 5 %w of these nanoparticles led to a significant decrease of its thermal stability. The study of the degradation by infrared spectrometry (in attenuated total reflectance mode) combined with the quantitative analysis of the organoclays surface chemistry showed that Brønsted acidic sites cause the elimination of acetyloxy end-capped group of POM macromolecules, and as a consequence to a depolymerization reaction. The induction of this degradation mechanism by the nanoparticles leads to a degradation ten times faster than the unfilled POM. Lewis acid sites featured on the nanoparticles surface accelerates the classical degradation process of end-capped POM by statistical chain scission followed by depolymerization of unstable species generated. Eventually, dispersing 4 %w of fumed silica nanoparticles (deprived of any acidic sites after a surface modification with hexamethyldisilazane) into POM allows a 20% increase of the modulus and a creep improvement of about 200 hours at 90°C, by restraining the macromolecules mobility
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Herbinet, Romuald. "Plastification et extension de chaîne du poly(acide lactique) par extrusion réactive." Caen, 2014. http://www.theses.fr/2014CAEN2001.
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Les transactions sur mobile suscitent depuis quelques années un intérêt grandissant. Cette thèse se place dans le contexte d'un tel service géré par un opérateur de téléphonie mobile. Les transactions sont réalisées entre souscrivants du service uniquement à l'aide de monnaie électronique privative émise par l'opérateur. Le problème de cette thèse réside dans la sécurisation de ces types de services. Nous proposons dans cette thèse une architecture permettant de garantir une sécurité de bout-en-bout entre l'application et la plateforme de paiement. Celle-ci est basée sur l'utilisation conjoint d'un élément de sécurité SE et d'un environnement d'exécution sécurisée TEE. Différentes transactions ont été considérées, paiement marchand et transferts entre particuliers, ainsi que différents modes, tout-connecté, déconnecté ou semi-connecté. Les protocoles proposés ont été vérifiés formellement et leurs performances ont été étudiées. Une étude comparative entre différents algorithmes de classification est également réalisée pour les adapter à la détection de la fraude. A cet effet, le système de paiement et le comportement de ses utilisateurs a été modélisé pour créer un générateur de données synthétiques. Une validation préliminaire de ce simulateur a été réalisée. L'originalité du simulateur est qu'il se base sur l'exploitation de données provenant d'un service déployé sur le terrainMobile-based transactions have driven growing attention for the past few years. This thesis focuses on mobile-based transaction systems which are managed by a mobile network operator. In such a context, transactions are carried out with electronic money emitted by the operator by the subscribers of the service only. This thesis addresses the problem of securing such services. We propose an architecture which achieves end-to-end security between the payment platform and the payment application in the mobile device. Is is based on a Secure Element (SE) and a Trusted Execution Environment. Several types of transactions were considered such as payments or transfers as well as different modes based on the connection availability of the various actors. The protocols proposed were formally verified. Their performances were also taken into account. Several classification algorithms were compared to be adapted to the fraud detection problem in mobile-based systems. To achieve this, the payment platform and the user's behavior were modeled to create a synthetic data generator. The latter is preliminarily validated in the thesis. The originality of this simulator is that it is based on data from an existing system
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Belkhir, Kedafi. "Elaboration en phase fondue de matériaux polymères à activité biologique." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSES006/document.
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L’objectif de cette thèse était d’allier, dans un même polymère, le contrôle de l’architecture macromoléculaire, la fonctionnalité et la possibilité de sa mise en oeuvre en phase fondue, tout en préservant l’aspect environnemental. Les structures polymères synthétisées sont basées sur des chaînes biodégradables et/ou biosourcées d’acide polylactic (PLA), de polyhydroxybutyrate (PHB) et de polycaprolactone (PCL). Ces dernières ont été assemblées dans des structures macromoléculaires branchées à design contrôlé et portant des fonctions thiols, ces fonctions ont permis le greffage de monomères dotés de groupements ammoniums quaternaires, sur les structures obtenues, via une addition radicalaire thiol-ène.Les produits obtenus ont été mélangés en phase fondue, par extrusion, avec des matrices de PLA et de PCL, pour préparer des films. Ces derniers ont fait l’objet d’une étude d’activité antibactérienne qui a montré une grande efficacité envers différents types de bactériesThe aim of this work was to develop polymers that combine controlled macromolecular architectures, functionality, melt processing and an environmentally friendly aspect. The obtained polymeric structures were based on biodegradable and/or biosourced chains of polylactic acid (PLA), polycaprolactone (PCL) and polyhydroxybutyrate (PHB). The lasts were assembled in branched macromolecular structures with controlled design and bearing thiol functions, these functions allowed the grafting of quaternary ammoniumcontaining monomers on the branched structures according to a thiol-ene radical addition mechanism. The final products were blended with neat matrices of PLA and PCL in the melt state, by extrusion process, to make polymeric films. The obtained film-shaped blends were subjected to antibacterial activity study showing there high efficiency against different types of bacteria
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Grillard, Fabienne. "Structure et propriétés de fibres composites polymère-nanotubes de carbone obtenues par voie fondu." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14577/document.
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Cette thèse rapporte l’étude des propriétés de fibres composites polymère/nanotubes de carbone obtenues par voie fondu. Contrairement aux fibres produites jusqu’à présent par cette technologie, les fibres réalisées dans cette thèse sont conductrices. Les propriétés électriques sont étudiées en fonction de différents paramètres dont la température et les contraintes mécaniques. Par un modèle analytique, il est montré que l’étirement induit par leprocédé entraine une translation relative des nanotubes et une perte de contacts électriques.Ces fibres possèdent aussi des propriétés thermomécaniques originales comme des effets à mémoire de forme et à mémoire de température. Cette dernière est reflétée par un pic de contrainte générée à la température de déformation du matériau. Ces effets ont pu être mis en évidence sur des déformations de type traction et torsion. Même si ces effets sont gouvernés par le polymère, l’introduction des nanotubes apporte des améliorations des propriétésThis thesis reports the study of the properties and structure of carbon nanotube / polymercomposite fibers obtained by melt spinning. By contrast to most fibers produced by thistechnology, the fibers produced in this thesis are electrically conductive. The conductivityproperties are studied as a function of various parameters including temperature andmechanical stress. It is shown that fiber drawing induced by the process leads to a relativetranslation of the nanotubes relative to each other and to a loss of electrical contacts. Ananalytical model accounts for this phenomenon and reproduces the experimental results.Polymer-nanotube fibers exhibit also particularly original thermomechanical properties suchas shape memory effects that are controllable by the programming process. Surprisingly, thefibers have a temperature memory reflected by a peak of the generated stress at thetemperature at which the materials has been programmed. These effects have beendemonstrated for various types of deformations including elongation and torsion. Althoughthese effects are governed by the properties of the polymer, it is shown that the introductionof nanotubes provides significant improvements of the thermomechanical properties
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Dadouche, Tarek. "Intérêt des polyesters biosourcés à structure macromoléculaire complexe pour le développement de mélanges à morphologie (nano)fibrillaire." Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10170.
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Ces travaux de thèse sont globalement inscrits dans un contexte d’élaboration des polymères biosourcés comme alternative aux polymères d’origine fossile. Dans un premier temps, des modifications structurales des polyesters biosourcés ont été réalisé par extrusion réactive afin d’améliorer leur viscosité/élasticité à l’état fondu. Il est apparu que l’ajout de 1% en masse de Joncryl à un polyester biosourcé permet d’améliorer son élasticité et son comportement élongationnel. Dans un deuxième temps, la stratégie de modification des polymères biosourcé par mélanges (réactifs) à l’état fondu a été étudié afin de développer une morphologie nano(fibrillaire) lors du procédé d’extrusion et d’injection d’un mélange de type acide polylactique/polyamide (PLA/PA). En modifiant l’élasticité de la matrice (PLA) par extrusion réactive, il a été possible de développer une morphologie nano(fibrillaire) lors de l’extrusion et l’injection. A travers cette étude, des gradients de vitesses critiques liés à la transition nodule-fibrille ont été déterminés et les résultats sont en bon accord avec la condition de fibrillation Ca/Ca(crit)≥4. Enfin, une dernière partie a été consacrée au développement des mélanges de polymères biosourcés à morphologie nano(fibrillaire) par le procédé d’extrusion-gonflage. Les paramètres rhéologiques qui contrôlent l’évolution de la morphologie ont été étudiés dans le cas d’un écoulement élongationnel avec un mélange de type poly(butylene succinate-co-adipate)/polyamide 11 (PBSA/PA11). Il a été montré que La transition nodule-fibrille est purement liée à l’écoulement élongationnel appliqué en sortie de filière de l’extrudeuse et que, le maintien du "strain hardening" de la matrice PBSA dépend de la formation des fibrilles de PA11 sous écoulement élongationnelThe present study is globally included in a general context of the elaboration of biobased polymers as an alternative to the traditional fossil polymers. In a first step, structural and rheological modifications of the biobased polyesters were carried out by reactive extrusion in order to improve their melt viscosity/elasticity. It has been found that the addition of 1% wt of Joncryl to a biobased polyester makes it possible to improve its elasticity and its elongational behavior. In a second step, the strategy of modifying biobased polymers by melt blend was studied to develop a nano(fibrillar) morphology during the process of extrusion and injection of a polylactic acid/polyamide blend (PLA / PA). Increasing the elasticity of the matrix (PLA) by reactive extrusion, it was possible to develop a nano(fibrillar) morphology during extrusion and injection. Through this study, the critical shear rate related to the nodule-fibril transition was determined and the results were in good agreement with the Ca/Ca(crit)≥4 fibrillation condition. Finally, a last section was devoted to the development of biobased polymer blends with a nano(fibrillar) morphology by film blowing process. The rheological parameters controlling the evolution of the morphology were studied in the case of extensional flow using poly(butylene succinate-coadipate)/polyamide 11 (PBSA/PA11) blends. It has been shown that the nodule-fibril transition is purely related to the extensional flow applied at the die exit of the extruder and, the maintenance of the strain hardening of the PBSA matrix depends on the development of the PA11 fibrils under extensional flow
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Bahloul, Walid. "Génération in situ de dioxyde de titane par réactions d’hydrolysecondensations dans une matrice polymère fondu." Thesis, Lyon 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LYO10124/document.
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L’objectif de ce travail est de générer in situ des particules de dioxyde de titane dans une matrice polypropylène fondu au cours du procédé d’extrusion. La synthèse est basée sur des réactions d’hydrolyse-condensations d’un alkoxyde de titane (le n-tétrabutoxyde de titane). Une approche en milieu modèle a tout d’abord été développée offrant l’avantage de pouvoir travailler en milieu liquide sans prendre en compte de la viscosité du PP ni des effets de cisaillement. En se basant sur les données cinétiques déterminées en milieu modèle, la génération de ces particules de dioxyde titane a été ensuite transposée et modélisée dans le milieu polymère de masse molaire plus élevée. Les analyses chimique, structurale et morphologique ont permis de mettre au point l’élaboration in situ de nanocomposites PP/TiO2 présentant unestructure fractale avec des propriétés viscoélastiques particulières. Enfin l’étude des propriétés bactérienne de ce nanocomposite a mis en avant son pouvoir bactéricide (6Log) pour un taux de charge de 9 % massiquePolypropylene/Titanium dioxide (PP/TiO2) nanocomposites were prepared from an original method based on the hydrolysis-condensation reactions of titanium alkoxide inorganic precursor premixed with PP under molten conditions. The synthesis is based on sol-gel method without solvent through extrusion process. A second treatment in hot water was applied in order to improve final conversion degree. First, hydrolysis-condensation reactions of titanium n-butoxide precursor were studied in model medium. Based on a kinetic equation carried out in the model medium, then the synthesis of titanium dioxide particles was transposed and modelled in polypropylene medium with high molar mass. Chemical, structural and morphological analyses highlight the in situ synthesis of bactericides PP/TiO2 nanocomposites andpresenting a particular morphological and rheological behaviour
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Seck, Serigne. "Elaboration de matériaux hybrides organiques / inorganiques par extrusion réactive : Application en pile à combustible." Thesis, Lyon, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAL0027.
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A l’heure actuelle, les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) les plus avancées, qu’elles soient disponibles commercialement ou intégrées dans des démonstrateurs, sont réalisées avec des électrolytes polymères perfluorosulfonés de types Nafion®. En effet, ce type de polymère est celui qui présente à la fois les meilleures performances et la plus grande durée de vie sans pour autant qu’elles soient suffisantes, et ce, quelles que soient les applications (portable, stationnaire, transport). En effet ce polymère présente toutefois trois inconvénients majeurs : son prix, sa perméation au méthanol et sa perte de performance (et surtout de conductivité) dès 80-85 °C. Selon les projections avec les technologies actuelles (source DOE), le prix de vente du Nafion® serait de 80 $/m2 pour une production de 1 Mm2. Il existe un réel besoin de développer de nouveaux matériaux pour membranes échangeuses de protons présentant d’excellentes performances (propriétés mécaniques, imperméabilité maximale au méthanol et H2, conduction protonique..) sur une large gamme de températures, typiquement entre 25 et 150°C (selon l’application visée), mais présentant également un coût de fabrication réduit. Or aujourd’hui, ces différentes fonctions sont assurées par un seul polymère perfluorosulfoné ce qui est le problème principal. Ainsi, l’intérêt du projet est de combiner les avantages d’un matériau hybride obtenu par génération in situ de la phase inorganique (Sol-Gel) nanométrique avec l’utilisation d’un procédé en continu de mise en œuvre par extrusion (voie fondu), exempt de tout solvant et facilement transférable industriellement. La conduction protonique sera assurée par des fonctions sulfoniques générées grâce à l'oxydation des sites fonctionnels apportés par le précurseur fonctionnelFuel cells technologies are electrochemical energy conversion devices and have a real potential to revolutionize the way to produce energy, offering cleaner, more-efficient alternatives to combustion of gasoline and other fossil fuels. In that way, the Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC) are probably the most studied. Those fuel cells are mainly based on perfluorosulfonic acid membranes, such as Nafion®. However, Nafion® membranes, present some limitations such as dehydration at high temperatures or at low relative humidity rate leading to a decrease of proton conductivity and thus poor PEMFC performance. Consequently, PEMFC require significant improvements prior to be largely used in the automobile field. Research efforts have been oriented on the development of new materials for the PEMFC membrane as it is the main limitative component for high temperature fuel cell. In the present contribution, we wish to report the validation of a new concept of hybrid materials for the realization of proton exchange membranes. The originality of this hybrid concept is based on the contribution of both phases’ specific properties. We investigated the preparation of hybrid materials based on an inert polymer matrix (low cost) providing the mechanical stability embedding inorganic phase providing the necessary properties of proton-conduction and water retention. Hybrid nanocomposite membranes were synthesized using evaporation and recasting technique from solution containing dispersion of inorganic particles in the adequate polymer. Scanning electron microscopy (SEM) images for membrane morphology and proton conductivity results using impedance measurements from hybrid membranes will be presented. The performance of the membrane-electrode assembly (MEA) using the hybrid membrane was also evaluated by a fuel cell test. Finally, we wish to present a promising way of research based on Sol-Gel approach to generate a proton-conducting inorganic phase into the polymer matrix
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Yan, Xiang. "Design of biphasic polymeric fiber from melt-spinning charged with nanoparticles : effects of the formulation and the fillers localization, to obtain a functionalized fiber at surface level." Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1I084.
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Le but de ce travail est de développer des filaments fonctionnels de polypropylène (PP) poreuses mais aussi des microfibres de PP par filage voie fondu de mélange de polymères immiscibles PP/Poly(vinyl-alcool) (PVA) après extraction sélective de la phase de PVA. Le premier objectif est de déterminer le ratio optimal entre le PP et le PVA afin d’obtenir la filabilité du mélange et de localiser les charges à l’interface du mélange biphasique. Les charges utilisées sont à la fois des nanoparticules de silices modifiées ainsi que des particules Janus à base de kaolinite, favorisant la localisation à l’interface. Les morphologies et les localisations des charges ont été analysées à la fois sur des joncs extrudés ainsi que sur des fibres. Le travail s’est concentré principalement sur des ratios de polymères permettant d’obtenir des fibres de PP poreuses, mais un travail exploratoire a permis de déterminer les conditions d’obtention de microfibres de PP. Le ratio PP/PVA avec 70 % de PP et 30 % de PVA en masse est la formulation idéale pour fabriquer ces fibres poreuses. La localisation des nanocharges de silice dans le mélange biphasique est principalement contrôlée par la thermodynamique du mélange, et en fonction des tensions de surface des nanosilices, la localisation à l’interface a pu être obtenue. De plus, les particules Janus permettent une voie alternative afin d’obtenir une localisation à l’interface, qui apportent un renforcement mécanique de la formulation. La faisabilité de la production de microfibres via l’inversion de phase PVA/PP avec l’ajout de nanocharges a été démontréeThe work aims to make the functional porous polypropylene (PP) fibers as well as PP microfibers, by the melt spinning of PP-poly(vinyl alcohol) (PVA) blends followed with the selective phase extraction of PVA. The objective is to first find out the optimal ratio of PP and PVA for fabrication of multifilament yarns by melt spinning, and to localize the filler at the biphasic interface. The fillers include not only the homogenously modified silica nanoparticles, but also the kaolinite Janus particles. The concomitant morphology evolution of the extrudates and fibers were observed. The work mainly discusses about the fabrication of porous fibers, but also makes an exploratory experiment to reverse the ratio to fabricate the microfibers. It was found that the ratio of two polymers as 70 wt.%/30 wt.% is an ideal formula for fabricating the porous fibers. Both of the two fillers are successfully tailored at the biphasic interface. The localization of silica nanoparticles within the biphasic can be fixed by the thermodynamic control, and one of the sorts has been dominantly localized at the biphasic interface. In addition, the Janus particles provide an alternative way to have the interface localization, which even helps the mechanical enhancement. The feasibility of microfiber production with the embedment of the fillers was also demonstrated
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Javadi, Toghchi Marzieh. "Vêtement de protection pour femmes enceintes contre les rayonnements non ionisants utilisant un écran électromagnétique en textile, issu de fils hybrides électroconducteurs." Thesis, Lille 1, 2020. http://www.theses.fr/2020LIL1I028.
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En raison de l'inquiétude croissante des problèmes de santé provoqués par l'exposition aux rayonnements, les textiles ont été massivement pris en compte dans les applications de blindage électromagnétique (EMSE). Les matériaux électriquement conducteurs permettent le transport des charges électriques qui entraînent un comportement de blindage. La première génération de matériaux textiles destinés au blindage a été constituée de fils métalliques en raison de la conductivité électrique élevée des métaux. Cependant, ces produits souffrent d'une mauvaise lavabilité et d'un inconfort pour les applications textiles souples.Dans cette étude, un monofilament conducteur à base de polymère thermoplastique a été développé et tissé pour fabriquer des dispositifs de protection individuels portatifs afin de pallier aux limitations des tissus contenants des fils métalliques. Par conséquent, la contribution majeure de cette étude est la formulation, la production et la caractérisation de monofilaments de nanocomposites polymères conducteurs (CPC). L'intégration des monofilaments développés dans des tissus est destinée à protéger les femmes enceintes et leurs fœtus contre les effets néfastes des ondes électromagnétiques dans la vie de tous les jours.Dans un premier temps, les effets des paramètres structurels des étoffes tissées (par exemple les armures, la densité des fils conducteurs et l’ondulation des fils) ont été étudiés sur le comportement EMSE. Les résultats suggèrent que le changement de position des fils conducteurs en changeant les paramètres structurels telles que l’ondulation des fils a joué un rôle important dans l'efficacité des échantillons tissés. Plus précisément, l'augmentation de seulement 7% de l’ondulation des fils conducteurs a entraîné une amélioration de 17% de l'EMSE en raison de l'augmentation de la quantité de fils conducteurs dans l'épaisseur des échantillons tissés en 3D. Des monofilaments CPC contenant des nanotubes de carbone multiparois et du noir de carbone incorporés dans un polymère thermoplastique (PA6,6) ont été produits en utilisant un procédé de mélange à l'état fondu (extrusion). De plus, les propriétés morphologiques, électriques et mécaniques des nanocomposites ont été étudiées.Les résultats ont montré que la conductivité électrique du monofilament nanocomposite à base de PA6,6 était améliorée grâce à la synergie entre les nanocharges carbonées. De plus, la viscosité était dans la plage standard pour le processus d'extrusion à l'état fondu. Le monofilament développé était plus léger, et résistant à la corrosion que les fils métalliques, avec un procédé de mise ne œuvre standard pour les filaments textiles.Le monofilament nanocomposite développé a été intégré dans les structures de tissu tissé et l'EMSE des tissus fabriqués a été évaluée dans la gamme de fréquences de 1-10 GHz. Les résultats ont révélé que le blindage des tissus à l'aide du monofilament développé était prometteur pour la protection individuelle (EMSE≥10dB). De plus, l'incorporation des monofilaments avec une conductivité plus élevée ou l'application d'une plus grande densité de monofilaments conducteurs dans la structure du tissu a conduit à une meilleure atténuation.De plus, puisque le but ultime de cette recherche est de protéger la mère et le fœtus contre les effets nocifs des ondes électromagnétiques, une méthode graphique paramétrique a été utilisée pour développer un mannequin adaptatif 3D basé sur la tendance à la prise de poids pendant la grossesse. Enfin, le mannequin a été appliqué pour concevoir un motif en bloc pour la confection de vêtements personnalisés avec les tissus EMSE fabriquésDue to the increasing concern of health issues urged by human exposure to radiation, textiles have been massively considered in the application of electromagnetic shielding effectiveness (EMSE). Electrically conductive materials produce and transport free charges which result in shielding behaviour. Thus the first generation of shielding materials has been made of metallic yarns and composites due to the high electrical conductivity of metals. However, these products suffer from poor washability and uncomfortability in place of textile wearable applications. In this study, a polymer-based conductive monofilament is developed and introduced for making personal wearable protection devices with the purpose of declining the limitations of the traditional shielding fabrics containing metal yarns. Hence, the main contribution of this study is the formulation, production, and characterization of conductive polymer nanocomposite (CPC) monofilaments and the integration of the developed monofilaments into the woven fabrics intended for protecting pregnant women and their fetuses against the detrimental effects of the electromagnetic waves in the human living environment. To begin with, the effects of the structural parameters of woven fabrics (e.g. weave structures, density of the conductive yarns, and waviness degree of the yarns) were studied on the EMSE behaviour. The results suggested that changing the position of conductive yarns by changing the structural parameters such as waviness degree played a significant role in the EMSE of the woven variants. Specifically, increasing only 7% of the waviness degree of the conductive warps led to 17% EMSE improvement due to the increase of the conductive yarns through the thickness of the 3D warp interlock woven variants. At this point, the CPC monofilaments were produced containing multiwall carbon nanotube and carbon black incorporated into a thermoplastic polymer (PA6,6) using a melt mixing process and the morphological, electrical, and mechanical properties of the nanocomposites were investigated. The results showed that the electrical conductivity of the PA6,6-based nanocomposite monofilament was improved thanks to the synergism between the carbon nanofillers. In addition, the viscosity was in the standard range for the melt extrusion process. The developed monofilament was lightweight, corrosion-resistant and the manufacturing process was very well established in comparison with metal yarns due to the fact that extrusion is an adaptable and cost-effective method for thermoplastic polymers. The developed nanocomposite monofilament was integrated into the woven fabric structures and the EMSE of the manufactured woven fabrics was evaluated in the frequency range of 1-10 GHz. The results revealed that the shielding of the fabrics weaved using the developed monofilament was promising for personal protection (EMSE≥10dB). Also, incorporating the monofilaments with higher conductivity or applying a bigger density of conductive monofilaments in the fabric structure led to better attenuation. Moreover, since the ultimate goal of this research is to shield both mother and fetus against the harmful effects of electromagnetic waves, a parametric graphical method was employed to develop a 3D adaptive mannequin based on weight gain trend during pregnancy. Lastly, the mannequin was applied to design a block pattern for personalized garment making with the manufactured EMSE woven fabrics
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Benallal, Ahmed. "Polymères fondus aux interfaces : études rhéologiques." Pau, 1991. http://www.theses.fr/1991PAUU3002.
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Dans cette étude, les effets de géométrie apparaîssent dans les mesures des propriétés rhéologiques de chaînes macromoléculaires, bien caractérisées, sont analysés en terme de modification de la dynamique des chaînes au voisinage de surface. Ces effets de géométrie sont observés en rhéometrie plan-plan pour de très petits entrefers. On montre dans la première partie que les interactions polymères/surfaces sont à l'origine des phénomenes observés. On modifie les conditions de surface par variation de la rugosité ou par greffage des chaînes sur le substrat. Les interactions polymères/surfaces ainsi mesurées sont étudiées en fonction de la concentration en bon solvant, de la masse moléculaire et de la température pour différents polymères fondus. Un modèle semi-empirique est proposé qui rend compte des propriétés observées en régime linéaire. Ce modèle permet des déductions qui sont en accord avec les prévisions théoriques et les résultats expérimentaux.
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Ginoux, Geoffrey. "Impression 3D et nanocomposites : Étude du comportement de mélanges PLA/argile appliquée à la fabrication additive par extrusion de matériaux." Thesis, Reims, 2018. http://www.theses.fr/2018REIMS016/document.
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La fabrication additive est un procédé d’élaboration permettant la mise en forme d’une pièce par ajout de matière, par empilement de couches successives. Bien que de plus en plus de polymères puissent être mis en œuvre par cette technologie, les polymères chargés en sont quasiment absents, alors qu’ils sont largement utilisés dans les autres types de procédés de mise en forme. Les objectifs scientifiques et technologiques du projet concernent (i) une meilleure compréhension des relations entre le comportement rhéologique de systèmes polymères et leur aptitude à la mise en forme par les technologies de fabrication additive FDM, (ii) le développement de formulations de base de polymères bio-sourcés adaptées à ces technologies et apportant une multifonctionnalité. Le premier objectif nécessitera tout d’abord d’identifier les conditions (température, gradients de vitesse, nature des contraintes, …) imposées par les procédés considérés puis de mettre en place et/ou d’adapter les moyens de caractérisation du comportement rhéologique des systèmes polymères dans ces conditions. Le comportement rhéologique en cisaillement mais aussi en élongation pourra être considéré. Il conviendra en particulier d’identifier les compromis nécessaires entre comportement adapté à l’écoulement en filière ou en buse et aptitude à la fusion et à la consolidation couche par couche. Enfin, l’effet des différentes voies de fonctionnalisation envisagées sur le comportement rhéologique et thermique et donc sur l’aptitude à la mise en forme devra être analysé. De façon à adapter les polymères bio-sourcés à un large panel d’applications, diverses voies de fonctionnalisation seront considérées, basées sur le compoundage avec des charges particulairesAdditive manufacturing process is a preparation for the forming of a workpiece by the addition of material, by stacking successive layers. Although more and more polymers can be implemented by this technology, the filled polymers are practically absent, so they are widely used in other types of shaping methods. The scientific and technological objectives of the project are (i) a better understanding of the relationship between the rheological behavior of polymer systems and their ability to shaping by additive manufacturing technologies FDM, (ii) the development of polymer-based formulations biosourced adapted to these technologies and providing multifunctionality. The first goal will require first of all to identify the conditions (temperature, velocity gradients, nature constraints ...) imposed by the processes considered then to implement and / or adapt the means of characterization of the rheological behavior of polymer systems under these conditions. The rheological behavior in shear but also in elongation may be considered. It should in particular identify the necessary compromise between behavior adapted to the flow at the die or nozzle and meltability and consolidation layer by layer. Finally, the effect of different ways of functionalization considered on the rheological and thermal behavior and thus on the ability to formatting will be analyzed. In order to adapt the bio-sourced polymers for a wide range of applications, various routes of functionalization will be considered based on compounding with particulate fillers
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Frey, Stephan. "Propriétés viscoélastques des fondus de polymères vitrifiables." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00759029.
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À l'approche de la transition vitreuse les fondus de polymères montrent une augmentation importante de la viscosité de plusieurs ordres de grandeur. Le but de cette étude est d'acquérir une compréhension plus profonde des propriétés viscoélastiques des fondus de polymères vitrifiables. Les polymères sont modélisés comme des chaînes flexibles en utilisant un modèle de bille-ressort. Les propriétés dynamiques sont analysées dans le cadre de la théorie de couplage de mode idéale. Nous constatons que la température critique de couplage de mode varie avec l'inverse de la longueur de chaîne. En étudiant la fonction de relaxation de cisaillement, nous constatons que les processus de relaxation polymériques, ne sont pas modifiés, mais décalés vers des temps plus importants en approchant la transition vitreuse.
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Frey, Stephan. "Propriétés viscoélastqiues des fondus de polymères vitrifiables." Thesis, Strasbourg, 2012. http://www.theses.fr/2012STRAE008/document.
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À l'approche de la transition vitreuse les fondus de polymères montrent une augmentation importante de la viscosité de plusieurs ordres de grandeur. Le but de cette étude est d'acquérir une compréhension plus profonde des propriétés viscoélastiques des fondus de polymères vitrifiables. Les polymères sont modélisés comme des chaînes flexibles en utilisant un modèle de bille-ressort. Les propriétés dynamiques sont analysées dans le cadre de la théorie de couplage de mode idéale. Nous constatons que la température critique de couplage de mode varie avec l'inverse de la longueur de chaîne. En étudiant la fonction de relaxation de cisaillement, nous constatons que les processus de relaxation polymériques, ne sont pas modifiés, mais décalés vers des temps plus importants en approchant la transition vitreusePolymer melts show a remarkable increase of their viscosity by many orders of magnitude on approaching the glass transition. The aim of this study is to gain a deeper insight into the viscoelastic properties of glass forming polymer melts. The polymers are modeled as flexible chains using a bead-spring model. The dynamic properties are analyzed in the framework of the ideal mode-coupling theory. We find that the critical temperature of the ideal mode-coupling theory scales with the reciprocal chain length. By studying the shear relaxation function we find that the polymer relaxation processes are not altered but shifted to later times in the approach of the glass transition
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Selaries-Grondin, Sylvie. "Capteurs photophysiques pour l'étude de polymères fondus." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1992. http://www.theses.fr/1992INPL023N.
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Les travaux effectués ont eu pour objectif le développement de capteurs photophysiques adaptés à l'étude de la rhéologie des polymères (en particulier les polydimethylsiloxanes, PDMS). La mise au point de capteurs fondes sur les méthodologies de fluorescence correspond à un besoin industriel dans le domaine de la transformation des polymères fondus. En effet, l'extrusion, le filage, mettent en œuvre des contraintes de cisaillement et peuvent induire des alignements forces des chaines polymériques, que nous avons cherché à traduire par des sondes photophysiques. Dans cet esprit, nous avons étudié le comportement de polymères sous contrainte de cisaillement dans un viscosimètre de couette, adapté à des expériences en polarisation de fluorescence. Le 1,6-diphenyl-1,3,5-hexatriene se présente comme une sonde efficace sur le plan spectroscopique, mais dont la rotation moléculaire n'est pas reliée à la viscosité macroscopique des PDMS. La faisabilité de la technique a toutefois été jugée en utilisant le diacryl 103. Après élimination des artefacts lies à l'élévation de température et la biréfringence d'écoulement, un effet du cisaillement sur l'orientation moléculaire de la sonde a été mis en évidence et corrélé partiellement à un modèle original développé autour d'une distribution d'orientation moléculaire anisotrope déduite par affinité d'une distribution isotrope. Par ailleurs, nous avons développé une étude relative à l'utilisation des cinétiques de formation des excimeres intermoléculaires du pyrène, en nous attachant tout particulièrement à l'étude dynamique (résolution temporelle), pour déterminer les modes de diffusion à l'intérieur des chaines PDMS. Nos résultats (expériences et modèles) sont confrontés à des études menées dans le même temps par d'autres auteurs et reflètent la faible relation entre la viscosité macroscopique et la diffusion de petites molécules dans les milieux PDMS
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Labouriau, Andréa. "Elasticité temporaire des polymères fondus : approche RMN." Grenoble 1, 1991. http://www.theses.fr/1991GRE10104.
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Ce travail contribue a l'exploration et a la comprehension de l'effet de l'elasticite temporaire des chaines polymeres flexibles et lineaires observe par relaxation magnetique nucleaire. La reponse du systeme de spins presente un comportement pseudo-solide caracteristique de la relaxation de l'aimantation nucleaire transversale, c'est-a-dire, la presence d'une energie residuelle non nulle associee a l'existence de points d'ancrage temporaires (enchevetrements) entre les chaines. L'interaction dipolaire est le parametre de base de la rmn qui permet l'investigation des proprietes semi-locales caracteristiques de ces milieux. La propriete de l'elasticite temporaire, qui caracterise la reponse viscoelastique des longues chaines, est etudiee en considerant des chaines de polybutadiene constituees de differentes microstructures (a l'etat fondu ou en solution concentree en bon solvant). Les resultats ainsi obtenus permettent de demontrer, d'une maniere quantitative, que le temps de relaxation est une fonction de la concentration du polymere, de la temperature de transition vitreuse du systeme et du plateau du module de l'elasticite. La dependance de la fonction de relaxation vis-a-vis d'une variable de volume libre est attribuee, a priori, aux fluctuations des points d'enchevetrement. Ces resultats sont aussi observes pour d'autres systemes polymeres constitues par de longues chaines lineaires. Enfin, une methode d'analyse des courbes de relaxation de l'aimantation transversale est proposee, lorsqu'il y a competition entre l'interaction dipolaire residuelle et les processus dynamiques collectifs des sous-chaines. Une telle methode, nommee loi de super echelle rmn, est appliquee a l'etude des proprietes rmn des chaines de polyoxyethylene a l'etat fondu. Cette analyse permet d'avoir acces aux mouvements semi-locaux de la chaine polymere
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Schach, Régis. "Structure et propriétés mécaniques d'interfaces entre polymères fondus." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00149339.
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Nous avons étudié les mécanismes qui sont à la base des phénomènes d'adhérence et d'autohésion des élastomères non réticulés.Nous avons déterminé les mécanismes de formation et de rupture d'interfaces entre deux polymères identiques de masse moléculaire et microstructure contrôlées. Nous avons ainsi développé une méthode de mesure de l'adhérence adaptée aux polymères fondus.
En utilisant cette méthode, nous avons comparé les mesures d'adhérence entre polymères immiscibles à l'équilibre thermodynamique et l'épaisseur de l'interface caractérisée par réflectivité des neutrons. Nous avons montré clairement que le paramètre de Flory pilote le degré d'adhérence entre deux polymères fondus immiscibles.
Cette corrélation entre interdiffusion et adhésion nous a finalement permis d'étudier la cinétique de diffusion mutuelle de ces polymères à partir des cinétiques de montée en adhésion et de prouver expérimentalement que cette cinétique est fortement ralentie par l'immiscibilité des polymères.
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Akkoyun, Serife. "Rhéologie de polymères fondus dans des entrefers micrométriques." Thesis, Lyon, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAL0009.
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Depuis quelques années, la microplasturgie est un secteur en plein développement. Cependant, le comportement rhéologique des matériaux polymères dans des géométries très minces (dimension inférieure à 100 µm) n’est pas bien caractérisé. Peu de travaux ont été entrepris à ce sujet, en particulier en ce qui concerne les écoulements de Poiseuille qui sont pourtant les plus représentatifs des conditions de mise en œuvre usuelles. Ainsi, ce travail a pour but la mise au point d’une méthode expérimentale permettant d’obtenir des données pertinentes afin de caractériser de façon approfondie le comportement des matériaux polymères en écoulement de Poiseuille dans des géométries micrométriques. Afin de décrire au mieux la physique de tels écoulements, nous avons également cherché à les simuler numériquement, soit en utilisant des lois de comportement classiques, soit à l’aide de modèles se référant à la dynamique moléculaire. Pour atteindre ces objectifs, une filière à fente plate instrumentée avec des capteurs de pression et température, d’entrefer variant entre 50 et 200µm, a été conçue afin d’effectuer des mesures à l’aide d’un rhéomètre capillaire. Ce dispositif a été validé en confrontant les mesures à celles obtenues par d’autres méthodes (rhéométrie capillaire en filière classique et rhéométrie dynamique). Le glissement à la paroi a également été étudié, selon la méthode de Mooney. La simulation numérique de l’écoulement a d’abord été réalisée à l’aide de POLYFLOW®. L’effet de la pression sur la géométrie ainsi que sur le matériau polymère a été étudié. Puis, l’écoulement a également été simulé sous MATLAB® en utilisant des lois constitutives de type moléculaire basées sur le modèle du tube de Doï-Edwards ainsi que sur le concept de « Molecular Stress Function » introduit par Wagner pour rendre compte des effets d’orientation des molécules (variation du diamètre du tube) dans le champ de contraintes. L’écart constaté entre ces calculs et les résultats expérimentaux est expliqué et discuté à la lumière des simulations sous POLYFLOW®. Il modifie les perspectives d’étude de ce type d’écoulementsThe rheological behavior of polymer melts in microscale geometries is not really understood yet. In such processes which involve gaps thinner than 100µm (e.g. micro-injection molding), the material behaves differently compared to macroscopic flows. Besides, most polymer processing techniques involve pressure flows and only very few studies can be found about pressure flows in such thin geometries. The aim of this study was, first, to develop an experimental method which can provide relevant data about the rheological behavior of polymer melts in pressure flow taking place in microscale geometries. In order to get better descriptions of the physics involved in such flows, numerical simulation with commercial and home-made softwares was also implemented, especially with molecular dynamics constitutive models. Thus, a modular rheometrical slit die equipped with pressure and temperature transducers was designed to be adapted to a capillary rheometer, with different gap dimensions available, between 50µm and 200µm. The device was assessed by comparing to usual rheological ones, and wall slip was investigated according to Mooney’s method. Then, simulation of the flow was performed with POLYFLOW®. The pressure effect on the geometry and on the polymer material was investigated. Besides, simulation was also conducted with MATLAB® by implementing the Doi-Edwards’ tube model (reptation theory) and the Molecular Stress Function concept of Wagner to take into account the enhanced orientation of the molecules due to the very close vicinity of the die walls. Experimental results were compared to calculations, and the discussion of the discrepancies was supported by POLYFLOW® simulations. The conclusions somewhat modify the prospects for future studies of such flows
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Aubry, Carole. "Développement et mise en oeuvre de structures textiles multifonctionnelles contenant des nanotubes de carbone : application aux capteurs chimiques pour la détection de solvants." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10153/document.
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Ce travail s’inscrit dans le cadre du projet européen Inteltex dont l’objectif est l’élaboration de nouvelles structures textiles pour la détection de solvants. L’utilisation de CPC (Composite Polymère Conducteur), composé d’une matrice polymère isolante et de charges conductrices d’électricité, permet de détecter la présence de solvant du polymère par son gonflement entraînant une déconnexion du réseau conducteur et une chute de la conductivité électrique. L’utilisation de nanotubes de carbone (NTC) en tant que charge conductrice, permet d’incorporer une faible quantité de charges pour une conductivité électrique recommandée pour la détection (10-3 S/m). Les matrices polymères, sensibles aux solvants et possédant un caractère filable, sont le polycarbonate (PC), le polylactide (PLA) et le polyéthylène téréphtalate (PET). Le seuil de percolation des NTC dans les monofilaments issus de l’extrusion de 1,5 mm de diamètre est déterminé entre 1,5 et 2 % en masse. La transformation de ces composites en fil multifilamentaire par filage en voie fondue montre une chute de la conductivité des filaments avec l’étirage. Un filament de PLA contenant au moins 4 % de NTC et de diamètre minimal de 80 µm permet de conserver les propriétés électriques. Le filage de cette fibre nécessite l’introduction d’un plastifiant afin d’améliorer la filabilité du mélange. Les propriétés électriques, thermiques, mécaniques, morphologiques et la fluidité des filaments sont étudiées en fonction du procédé de transformation et de leur composition. Des filaments proches du seuil de percolation et incorporés dans une structure tissée, montrent une sensibilité à l’humidité, à l’éthanol et au toluèneThis work is performed through the European project Inteltex. The aim is to develop new textile structures for the solvent detection. The use of CPC (Conductive Polymer Composite) composed of an insulating polymer matrix and conductive fillers, allows to detect the solvent presence by the swelling of the polymer that induces the conductive network deconnexion and the decrease of the electrical conductivity. The use of carbon nanotubes (CNT) as conductive fillers is a biggest advantage because only a low content is necessary to achieve the appropriate electrical conductivity for sensing (10-3 S/m). The different sensitive and spinnable matrices are polycarbonate (PC), polylactide (PLA) and polyethylene terephthalate (PET). The percolation threshold of CNT in 1.5 mm diameter monofilament, produced by extrusion, is determined between 1.5 and 2 wt.% of CNT. The elaboration of multifilament yarns by melt spinning process show a decrease of the conductivity with the drawing effect. In order to maintain the electrical properties, PLA fibers containing at least 4 % of CNT and having a minimum diameter of 80 µm have to be produced. In this way it is necessary to introduce a plasticizer to improve the composites spinnability. The electrical, thermal, mechanical, morphological properties and fluidity of filaments were studied depending on the processing conditions and their composition. Composite fibers, close the percolation threshold, show sensitivity to humidity, ethanol and toluene
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Vergnes, Bruno. "Calcul des écoulements de polymères fondus dans les filières d'extrusion." Nice, 1985. http://www.theses.fr/1985NICE4039.
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Mise au point d'une méthodologie générale de calcul des écoulements qui peuvent se ramener à des écoulements mono ou bi-dimensionnels. Formulation mécanique du problème jusqu'à obtention d'une équation de Reynolds. Calculs couples itératifs pour résoudre simultanément les équations de la mécanique et de la thermique. Application à différents types de filières
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Mezghani, Abderrazak. "Interface polymère-paroi et stabilité des écoulements de polymères fondus." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1994. http://www.theses.fr/1994GRE10096.
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Nous analysons l'ecoulement le long de surfaces planes ou axisymetriques pour des polymeres fondus de grandes masses moleculaires, pouvant presenter des interactions varies avec le materiau de paroi. Le glissement du fluide aux parois et la stabilite sont au cur de l'etude. On considerera des surfaces en acier inoxydable, des surfaces de silice, et diverses surfaces fluorees. La rugosite des parois de silice peut etre tres faible, jusqu'a environ 5 angstrom. La composition chimique exacte, et l'etat de surface de chacune de ces filieres ont ete precisees par des analyses physico-chimiques adaptees. Le glissement aux parois a ete analyse et quantifie au moyen d'un banc de birefringence et d'un velocimetre laser. Nous avons trouve une relation entre l'apparition du glissement, l'energie de surface et la rugosite des parois. Selon les conditions experimentales, le glissement peut etre adhesif ou cohesif. En terme de stabilite, le glissement retarde, voire elimine l'apparition des instabilites de surface telles que le defaut de peau de requin. Son impact sur les procedes de fabrication est evident
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Lacaze, Jean-Marc. "Rheologie élongationnelle des polymères fondus. : Modèles de comportement de réseaux temporaires." Pau, 1987. http://www.theses.fr/1987PAUU3001.
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Uhalte, Nogues Sira. "Contribution à l’analyse des écoulements de polymères fondus en parois minces." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10131.
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La réduction de l’épaisseur des pièces injectées en polymères répond à des objectifs d’allègement, de productivité et de développement durable. Elle peut avoir, parce que mécanismes l’interface polymère/outillage deviennent prépondérants, des effets négatifs sur la qualité du produit fini et les moyens de fabrication à mettre en œuvre. L’optimisation du procédé nécessite d’une part la compréhension de ces mécanismes locaux, d’autre part la proposition de solutions techniques pertinentes aptes à faciliter l’écoulement. Un dispositif expérimental de rhéométrie capillaire en ligne a été développé, permettant d’accéder aux gradients de vitesse très élevés rencontrés dans le procédé de fabrication. Son utilisation, en combinaison avec celle de moyens rhéologiques plus classiques a permis de juger de la pertinence de diverses solutions envisagées pour faciliter l’injection d’un polyéthylène basse densité en parois minces (réduction de la masse moléculaire, addition d’agents glissants, ajout de nanocharges visant à augmenter la rigidité de la pièce finie). La caractérisation rhéologique isotherme a montré l’inefficacité des agents glissants considérés et les limites potentielles de la réduction de masse moléculaire. Elle a en revanche mis en évidence l’intérêt de l’utilisation de nanocharges en termes d’amélioration des propriétés mécaniques et d’aptitude à l’écoulement en parois minces. La validation sur pièces industrielles injectées (en régime anisotherme) conduit à nuancer quelque peu ces conclusions. Dans ce cas, l’utilisation d’une masse moléculaire faible nanorenforcée s’avère plus pertinente, notamment par un mécanisme de concentration de la charge dans la veine fluideReducing the wall thickness of the injection moulded polymeric parts meets requirements of lightness, productivity and sustainable development. This may induce poor quality of the final product and issues during processing. Those effects are due to the mechanisms taking place at the polymer/tool which prevail during the flow. Processing optimization requires a better understanding of these local mechanisms and effective technical solutions to facilitate the polymer flow. An original experimental device for online capillary rheometry has been developed, in which very high shear rates, characteristic of the injection moulding process, can be achieved. This device, combined with that data from more traditional rheological characterization allows to evaluate different solutions for improving the injection moulding of a low density polyethylene in thin walls (molecular weight reduction, slip agents, nanoparticles intended for increasing the rigidity of the final part). The isothermal rheological investigation have shown the inefficiency of the lubricating agents considered for this study and the limited potential of the reduction of polymer molecular weight. Nevertheless, it highlighted the interest of adding nanoparticles to the injected polymer to assure an improvement of the mechanical properties and for varying the flow property in thin walls. The validation of this method on industrial injected parts (anisothermal mode) offered some finer conclusions. In particular, the use of nanocomposites based on low molecular weight polymers seems more relevant, in particular due to a concentration mechanism of the nanoparticles in the fluid vein
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Batchi, Macaire. "Contribution à l'étude des lois de comportement applicables aux polymères fondus." Toulouse, INPT, 1985. http://www.theses.fr/1985INPT008H.
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Examen des modeles rheologiques notamment ceux issus de la theorie moleculaire, leur comparaison quantitative avec les donnees experimentales dans le but de determiner leurs parametres et evaluer les limites de validite de ces modeles. Les equations constitutives de bird-curtiss et doi-edwards ont ete utilisees pour calculer les proprietes rheologiques en cisaillement pur permanent(viscosite) et en ecoulement elongationnel dans le cas du demarrage
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Hénot, Marceau. "Glissement de polymères liquides." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS194/document.
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L’objectif général de cette thèse était d’identifier les mécanismes moléculaires du frottement d’un fluide de polymère sur une surface solide à partir de l’écart à la condition de vitesse nulle à la paroi.La première partie de cette thèse a consisté à développer une nouvelle méthode de mesure du glissement des liquides de polymère par suivi d’un motif photolysé dans un fluide fluorescent. Cette méthode, qui est une évolution de celle utilisée précédemment dans le groupe, donne directement accès au champ de déplacement du fluide lors de l’écoulement. À l’aide de ce nouveau dispositif, nous avons étudié expérimentalement l’effet de la nature de la surface, de la viscosité du liquide et de la température sur le glissement de fondus de polymère (T>Tg). Il est apparu que l’effet de glissement est contrôlé par la viscosité des fondus et par un coefficient de frottement à l’interface qui ne dépend que des natures moléculaires du liquide et de la surface. En particulier, ce coefficient de frottement est le même pour un fondu ou pour un élastomère constitué du même polymère. La dépendance en température de cet effet est fixé par la différence des énergies d’activation des processus activés que sont la viscosité du liquide et le frottement sur la surface solide. Nous avons également étudié le cas des solutions concentrées de polymère pour lesquelles le mécanisme du frottement est différent. En effet nous avons montré que le coefficient de frottement n’est plus une grandeur locale et dépend de la concentration de la solution. Enfin nous nous sommes intéressés à l’évolution temporelle de la transition de glissement dans les fondus et les solutions causée par la présence de chaînes de polymère adsorbées sur les paroisThe goal of this work was to identify the molecular mechanisms governing the friction of a polymeric liquid on a solid surface by studying the deviation from the no-slip boundary condition.First, we developed a new method of measurement of slip of a polymeric liquid based on the observation under shear of a pattern photobleached in a fluorescent fluid. This method, which is an evolution of one already used in the group, give a direct access to the displacement field of the liquid under shear. Using this setup, we studied experimentally the effect of the chemical nature of the surface, of the liquid viscosity and of the temperature on the slip of polymer melt (T>Tg). It appeared that the slip effect is governed by the viscosity of the liquid and a friction coefficient which depends only on the chemical natures of the liquid and the surface. In particular this coefficient is the same for a melt and for an elastomer made of the same polymer. The temperature dependence of this effect is characterized by the difference of activation energy of viscosity of the liquid and of the friction on the solid surface that both are activated processes. We also studied the case of concentrated polymer solutions for which the molecular mechanism of friction differs. Indeed we showed that the friction coefficient is no longer a local quantity and depends on the concentration. Finally, we investigated the evolution over time of the slip transition of polymer melts and solutions which is due to the adsorption of polymer chains on the solid walls
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Alvarez, Alejandro Gonzalez. "Comportement élongationnel et cristallisation sous écoulement des polymères en solution ou fondus." Grenoble INPG, 1995. http://www.theses.fr/1995INPG0076.
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Pour les solutions de polymeres, on examine les differents regimes d'ecoulement, en partant du solvant jusqu'au fondu. Dans le cas de solutions de polydimethylsiloxane (pdms) concentrees, l'evolution du phenomene de rupture d'extrudat est examine en contraction brusque. Dans le cas de solutions de polyisobutylene (pib), le comportement elongationnel est tres fort. En contraction, cela donne lieu a des tourbillons de recirculation qui grandissent tres rapidement en fonction de la pression appliquee. L'importance de son comportement en elongation du point de vue rheometrique et la presence d'un phenomene de cristallisation sous contrainte visualisee dans une approche physique (diffraction de rayons-x) nous on conduit a faire des mesures simultanees de maniere a correler ces deux approches. La cristallisation sous ecoulement de viscosite elongationnelle, plusieurs experiences ont ete realisees en utilisant une machine de polymeres fondus a ete etudiee par des mesures simultanees de diffraction de rayons-x et de traction. Pour le pib, plusieurs echantillons ont ete etudies (a temperature ambiante), les resultats montrent que ce type de pib cristallise pour un meme niveau de deformation appliquee ; on retrouve cette deformation critique en viscosite elongationnelle sous la forme d'un phenomene de durcissement sous deformation. Dans le cas des polymeres de masse moleculaire faible, la relaxation des contraintes empeche la formation de cristaux. Il existe donc une masse moleculaire critique necessaire a la cristallisation. En adaptant la machine de traction a des mesures a haute temperature, on a pu mettre en evidence des phenomenes similaire dans le cas du polyethylene. La cristallisation apparait alors avec une certaine avance sur le phenomene de durcissement sous contrainte
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Noe, Isabelle. "Etude des écoulements de polymères dans une extrudeuse bivis corotative." Paris, ENMP, 1992. http://www.theses.fr/1992ENMP0305.
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Le developpement recent de l'extrusion bivis est liee a ses multiples possibilites d'utilisation et son aptitude au melange. Ce travail concerne les bivis corotatives a chenaux continus. L'etude experimentale a comporte de nombreux essais qui ont consiste a faire varier les conditions de fonctionnement (vitesse, debit) pour diverses geometries de vis (construites a partir de pas direct, pas inverse et malaxeurs). Des demontages ont rendu possible l'observation du remplissage et des differentes zones fonctionnelles de la bivis, ainsi que le prelevement d'echantillons. Cette etude a permis de comprendre le fonctionnement global de l'extrudeuse et de degager les parametres importants. Les zones fonctionnelles ont ete modelisees separement. Un modele simplifie de la zone de fusion est presente. Il rend compte de la rapidite du mecanisme mais souffre d'hypotheses restrictives. L'ecoulement longitudinal du polymere fondu dans les pas directs et inverses a ete modelise dans un repere cylindrique. La geometrie reelle du chenal et le comportement pseudo-plastique du materiau sont pris en compte. Une methode d'elements finis a permis de resoudre ce probleme. La modelisation des ecoulements a travers les malaxeurs a ete faite au moyen d'une methode de type volumes finis. L'influence de divers parametres et notamment celle de l'angle de decalage a ete etudiee. Les recirculations de la matiere ont ete quantifiees par l'intermediaire d'un coefficient de melange. La mise en serie des differents modeles d'ecoulement a l'etat fondu donne un modele d'ensemble de la machine. Ce dernier permet de reconstituer l'evolution des pressions le long des vis et de determiner les longueurs remplies. Les confrontations avec les valeurs experimentales sont satisfaisantes
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Chabert, France. "Élaboration par extrusion de membranes polymères pour piles à combustible." Grenoble INPG, 2004. http://www.theses.fr/2004INPG0132.
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Dans le cadre de la diversification des sources énergétiques, les piles à combustible apparaissent comme une technologie prometteuse. La pile à combustible est un système électrochimique qui convertit l'énergie chimique d'une réaction d'oxydoréduction en énergie électrique, avec production simultanée d'eau et de chaleur. La membrane électrolyte polymère est l'un des verrous technologiques sur lesquels bute le développement des piles à combustible, avec des impératifs de performance, de longévité, de recyclage et de coût. Des études précédentes proposaient comme alternative au Nafion®, le matériau utilisé actuellement, des membranes à base d'un polyélectrolyte thermoplastique polyéthersulfone, associé éventuellement à une charge inorganique. L'objectif de ce travail était d'élaborer à partir de ce matériau des membranes par extrusion alors que les polymères fonctionnels de ce type sont généralement mis en forme par des techniques de coulée-évaporation polluantes, ce qui les rend difficilement transposables à l'échelle industrielle. L'extrusion, procédé largement utilisé dans l'industrie de transformation des matériaux, n'avait pas été utilisée jusqu'à présent pour la mise en forme de polymères ioniques porteurs de fonctions arylsulfoniques. Pour extruder ce type de polymère sans risque de dégradation, il a fallu vérifier l'adéquation entre le matériau et le procédé de mise en forme. Plusieurs types de polysulfones, commerciaux, sulfonés ou synthétisés par les partenaires du projet, ont été caractérisés d'un point de vue physico-chimique par la détermination des masses molaires, des transitions thermiques, et d'un point de vue rhéométrique sur une large gamme de températures et de gradients de cisaillement, de manière à connaître leur comportement en écoulement et prévoir les conditions d'extrusion. Des films ont été extrudés, leurs conductivités sont similaires à celles des membranes élaborées par coulée-évaporation et proches de celle du Nafion®. Par ailleurs, nous avons montré que l'incorporation d'une charge conductrice protonique permet de moins sulfoner le polysulfone pour un même niveau de conductivité, tout en maintenant un niveau de viscosité suffisamment faible pour permettre d'extruder ces matériaux composites. L'incorporation de charges de renfort a été également envisagée, l'extrusion de ces composites a été validée. Ce travail pourra être étendu à d'autres polymères conducteurs protoniques, comme les polyétheréthercétones et les polyétherimides, dont les membranes réalisées par coulée-évaporation ont déjà démontré leurs performances en pile à combustibleThe aim of these studies was to process membranes by extrusion to be used in fuel cells. The functional polymers used are generally processed by polluting techniques like casting-evaporation, which are not easily transposable on industrial scale. Extrusion is a widely used shaping operation in the polymer processing industry. However, extrusion had not been used until now for arylsulfonic ionic polymers. In order to avoid any risk of degradation of the polymer during extrusion, it was necessary to define the best processing conditions. On one hand, the physicochemical characterization of the polysulfones (commercial) and sulfonated polysulfones (or synthesized by the project partners), were performed by determining their molecular weights and their thermal transitions. On the order hand, their flow behaviour was characterized over a wide range of temperatures and shearing rates using rheometric techniques. The combination of these two characterizations allowed to define the appropriate extrusion conditions. For the extruded films, the conductivities, measured by impedance spectroscopy were found to be similar with those of the membranes processed by casting-evaporation and close to those of Nafion® membranes. In addition, the incorporation of a proton-conducting filler and reinforcing fibres was also considered and the extrusion of these composite materials was validated. This work could be extended to other proton-conducting polymers, like polyetherethercetones and polyetherimides, whose membranes produced by casting-evaporation have already shown their performances in the fuel cells
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Colbeaux, Aimeline. "Compatibilisation de mélanges polypropylènes / polyéthylène par extrusion réactive." Lyon, INSA, 2001. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2001ISAL0058/these.pdf.
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Le polypropylène et le polyéthylène sont les composants majoritaires des déchets plastiques ménagés. Comme leur séparation est délicate, il semble intéressant d'étudier la possibilité de recyclage de ces polymères sous la forme d'un mélange. Ces deux polyoléfines sont immiscibles et incompatibles, de fait, leurs mélanges présentent, pour la plupart des compositions, des propriétés mécaniques inintéressantes et imprévisibles, du fait d'une morphologie souvent grossière et instable. Pour les améliorer, il faut compatibiliser le mélange en ajoutant ou en créant dans le système un agent compatibilisant (souvent un copolymère) qui se positionne `a l'interface et joue le rôle d'émulsifiant. L'objectif de ce travail est de montrer la possibilité d'amélioration des propriétés des mélanges polypropylène/polyéthylène par une voie originale de compatibilisation réactive in-situ au cours de la phase de mélangeage en extrudeuse. A cette fin, une proportion, la plus faible possible, de chaînes de polypropylène et de polyéthylène greffées anhydride maléique est ajoutée dans chacune des phases. A l' aide d'un réactif au moins bifonctionnel, appelé agent de couplage, l'agent compatibilisant est créé `a l'interface entre les deux phases du mélange. Cette étude s'articule autour de trois parties : - La première est consacrée `a un bilan bibliographique concernant le recyclage des matériaux polymères, les mélanges hétérogènes et les mélanges polypropylène/polyéthylène. De sorte `a faire ressortir l’intérêt de cette étude et `a présenter l’originalité de la méthode de compatibilisation envisagée. - La seconde partie de ce travail détaille l'étude de la réactivité, en milieu polymère fondu, de différentes molécules polyfonctionnelles. Deux agents de couplage ont été choisis pour être utilisés en mélange, `a partir de différents critères aussi bien pratiques qu' économiques. - Enfin, les conditions de préparation des mélanges compatibilisés sont détaillées. L'efficacité de la compatibilisation est démontrée `a l'aide de différentes techniques. Par exemple, il est mis en évidence que la morphologie des mélanges peut être affinée et stabilisée et leurs propriétés mécaniques améliorées, par la méthode de compatibilisation réactive in-situ développée dans ce travail.
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Lanfray, Yvan. "Rhéologie des polymères fondus en déformation élongationnelle uniaxiale : Rôle des caractéristiques moléculaires sur le désenchevêtrement." Pau, 1988. http://www.theses.fr/1988PAUU3014.
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Caractérisation de thermoplastiques commerciaux fondus. Calcul de fonction d'amortissement a partir de la croissance des contraintes expérimentales et d'une modélisation du comportement viscoplastique linéaire
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Mnekbi, Djebali Cheima. "Rhéologie des polymères fondus à hauts taux de cisaillement : application à la microinjection." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00820185.
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La rhéologie à hauts taux de cisaillement pour deux polymères, le PEHD semi-cristallin et le PMMA amorphe a été étudiée. Des outils de rhéométrie classique, un rhéomètre plan-plan en mode dynamique, et un rhéomètre capillaire, ont été utilisés dans des conditions extrêmes (avec des filières pour la rhéométrie capillaire de diamètres allant jusqu'à 0,3 mm) mais les dépouillements de ces résultats ont été fait suivant les hypothèses conventionnelles en négligeant les instabilités et les phénomènes physiques qui interviennent lors de ces écoulements.Nous avons par la suite développé un modèle mathématique de l'écoulement dans un capillaire pour rendre compte de l'importance des différents phénomènes physiques qui peuvent avoir lieu dans des écoulements extrêmes, à savoir l'échauffement et la piezodépendance de la viscosité, la compressibilité et le glissement à la paroi. Les résultats du modèle développé ont été comparés avec les résultats expérimentaux.Nous avons aidé au développement d'une presse de microinjection originale et nous l'avons testée avec un moule de plaque instrumenté d'épaisseur allant jusqu'à 0,2 mm. Nous avons montré qu'il était possible de réaliser des pièces de qualité ce qui est avéré par des mesures de pression, vitesse et de température bien reproductibles. Nous avons exploité les données rhéologiques expérimentales dans la modélisation de la phase de remplissage avec le logiciel de calcul Rem3D. Des corrélations entre les mesures expérimentales et les calculs ont été réalisées en comparant l'évolution des pressions dans le système d'alimentation et dans l'empreinte.
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Massey, Gilles. "Etude expérimentale du glissement de polymères fondus sous cisaillement à une interface solide." Paris 6, 1995. http://www.theses.fr/1995PA066160.
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Pour les liquides newtoniens en écoulement simple, la condition aux limites usuelles à l'interface fluide-solide est celle de non-glissement. Par contre, pour les fluides viscoélastiques tels que les polymères, la vitesse à l'interface peut être non nulle, donnant lieu au phénomène de glissement. Cet effet est extrêmement important en plasturgie où il peut être la cause de la rugosité d'extrusion ou fracture en fondu. Le glissement a déjà été mis en évidence expérimentalement, mais il n'existait pas de mesure directe de la vitesse de glissement. En combinant les propriétés des ondes évanescentes et les propriétés de photolyse de sondes fluorescentes, une nouvelle technique a été développée, capable de mesurer directement la vitesse de glissement au voisinage immédiat de la paroi (dans les cent premiers nanomètres) : la vélocimétrie laser en champ proche. Cette technique permet de mettre en évidence une transition entre deux régimes de glissement. Il apparaît que cette transition dépend de la structure de l'interface et des masses moléculaires des polymères du système. Les résultats expérimentaux sont en bon accord avec une modélisation théorique.
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Bahloul, Walid. "Génération in situ de dioxyde de titane par réactions d'hydrolysecondensations dans une matrice polymère fondu." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00809476.
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L'objectif de ce travail est de générer in situ des particules de dioxyde de titane dans une matrice polypropylène fondu au cours du procédé d'extrusion. La synthèse est basée sur des réactions d'hydrolyse-condensations d'un alkoxyde de titane (le n-tétrabutoxyde de titane). Une approche en milieu modèle a tout d'abord été développée offrant l'avantage de pouvoir travailler en milieu liquide sans prendre en compte de la viscosité du PP ni des effets de cisaillement. En se basant sur les données cinétiques déterminées en milieu modèle, la génération de ces particules de dioxyde titane a été ensuite transposée et modélisée dans le milieu polymère de masse molaire plus élevée. Les analyses chimique, structurale et morphologique ont permis de mettre au point l'élaboration in situ de nanocomposites PP/TiO2 présentant unestructure fractale avec des propriétés viscoélastiques particulières. Enfin l'étude des propriétés bactérienne de ce nanocomposite a mis en avant son pouvoir bactéricide (6Log) pour un taux de charge de 9 % massique.
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Chaput, Sandrine. "Relation rhéologie-morphologie dans les mélanges de polymères chargés : Application à l'extrusion de films pour supercapacités." Saint-Etienne, 2004. http://www.theses.fr/2004STET4020.
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Cette étude s'intéresse au mélange de 2 polymères incompatibles, chargés avec du charbon actif. Le but est de fabriquer, par extrusion bivis, un matériau dans lequel les 2 phases polymères forment une morphologie co-continue et dans lequel le charbon actif est localisé dans une seule phase composée de 2 populations de chaînes. Ce travail est décomposé en plusieurs problématiques. D'abord la phase polymère chargée a été caractérisée seule, en fonction de la fraction de grandes chaînes. D'une part, la rhéologie dynamique aux faibles déformations a permis d'établir une relation entre la valeur du module de plateau lié à la présence du charbon et son degré de dispersion, d'autre part les caractérisations physico-chimiques ont donné des éléments sur la nature des chaînes fixées sur la charge. Puis, la morphologie du mélange des 2 polymères sans charge, en particulier le domaine de co-continuité, a été étudiée par plusieurs techniques de caractérisation, en montrant l'influence du rapport de viscosité sur la morphologie. Enfin, la structure du mélange de polymères chargés avec le charbon actif (domaine de co-continuité, localisation du charbon) a été déterminée. L'influence des conditions opératoires sur la morphologie du système a également été étudiée. En ce qui concerne le procédé de mise en œuvre , il est constitué de trois étapes : extrusion bivis, extrusion monovis et calandrage. L'influence de chaque étape sur la structure du matériau final a été étudiée. Plus particulièrement, le profil de vis utilisé dans l'extrudeuse bivis a été analysé en comparant deux profils pour lesquels l'action dispersive du mélange n'a pas lieu dans les mêmes zonesThis work focuses on active carbon dispersed in a immiscible polymer blend. The purpose of this study is to build up, in a twin screw extruder, a material with a co-continuous morphology and with a selective localization of the active carbon in one phase, composed of two populations of chains. The approach followed in this study is divided into several parts. Firstly, only the active carbon-highly filled phase was studied as a function of the long chain fraction. On the one hand, dynamic spectrometry allowed to establish a relation between the plateau modulus, due to the presence of active carbon, and the quality of the dispersion. On the other hand, physico-chemical characterizations have completed conclusions about the nature of polymeric chains fixed on the active carbon. Then, the morphology, and especially the co-continuity domain, of the immiscible polymer blends, without filler, was determined by several methods of characterization. The effect of the viscosity ratio on the blend morphology was especially investigated. Finally, the structure of the immiscible polymer blends filled with active carbon (co-continuity window and localization of the filler) was determined. The influence of the experimental conditions on the morphology of the blends has also been investigated. The process consists in three steps : twin screw extrusion, single screw extrusion and calendering. The influence of each step on the morphology of the final material has been analysed. Especially, the screw configuration used in the twin screw extruder has been investigated by comparing two configurations whose dispersive action on the blend is not located in the same zones
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Chaidron, Guillaume. "Étude numérique des écoulements en contraction : application à la rhéologie élongationnelle des polymères fondus." Paris, CNAM, 2002. http://www.theses.fr/2002CNAM0427.
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L'objectif principal de ce travail est la conception d'un équipement permettant une mesure relative de la viscosité élongationnelle d'un fluide et plus particuliérement d'un polymère fondu. Pour cela, nous avons au préalable étudié les écoulements en contraction et les écoulements recirculants de fluides complexes. Le premier chapitre est dédié à une présentation générale succincte des fluides réels, des grandeurs rhéologiques, des modèles mathématiques empiriques, macroscopiques et microscopiques des fluides, des méthodes numériques de résolution d'écoulements de ces divers modèles et enfin de l'état de l'art expérimental des écoulements réels de fluides viscoélastiques en contraction. Le deuxième chapitre décrit une méthode numérique de résolution des équations de convection dans des écoulements recirculants stationnaires. Cette méthode permet alors la résolution des équations de modèles viscoélastiques du chapitre 1 dans les zones recirculantes qui apparaissent entre autres dans les coins des contractions brusques. Le troisième chapitre aborde différentes analyses des écoulements fluides en contraction, présente un crit̀ère pour la caractérisation des écoulements et une famille de modèles quasi-newtoniens. L'hypothèse de la lubrification est alors appliquée à une géomètrie d'écoulement convergente et à cette famille de modèles. Ce résultat permet alors une résolution simplifiée d'un écoulement de fluide viscoélastique dans un convergent. Le dernier chapitre présente l'optimisation de la géométrie d'une filière pour la mesure de la viscosité élongationnelle des polymères fondus, les essais de cette filière sur deux polyéthylènes basse densité et les différentes méthodes de calcul envisagées pour l'évacuation de cette viscosité élongationnelle à partir des pertes de charges mesurées expérimentalement. KkkkThe main objective of the present work is the design of an equipment for dedicated to the measurment of the elongational viscosity of a fluid, and particularly for polymer melts. For this purpose, we have studied first contraction and recirculating flows of complex fluids. The first chapter is a brief presentation of some real fluids and their rheological properties, fluid models (empirical,macroscopical or microscopical ones) and numerical methods to deal with the flow of scuch models fluids. Finally, the state of the art of the flow of real viscoelastic fluids through contractions is discussed. The second chapter gives a description of numerical method to solve convection equations in steaday recirculating flows. This method can then be applied to solve viscoelastic model equations, as introduced in chapter 1, for flows in a recirculating area like vortices area which may exist in the corners of abrupt contraction. The third chapter discuss different analysis of contraction flows. It presents a criteria to characterise the flow behavior and a family of quasi-Newtonian models. The lubrification hypothesis is then applied to these models and to a specific convergent flow geometry. A simplified approach of the solution of the flow of a viscoelastic fluid through contractions is the obtained. The last chapter describes the optimisation process of a convergent die for the measurment of the elongational viscosity of polymer melts. The measurements are made with two low density polyethylene melts. Different methods mehods for the evaluation of the elongational viscosity from the pressure drop meausurments obtained with this die are discussed
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Silagy, David. "Etude expérimentale et modélisation du procédé d'extrusion de film à plat de polymère." Paris, ENMP, 1996. http://www.theses.fr/1996ENMP0724.
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Dans le procède d'extrusion de film a plat, un polymère fondu est extrude a travers une filière plate puis étire dans l'air et enfin refroidi sur un rouleau thermostat. Au cours de l'étirage, on observe un rétrécissement latéral de la largeur du film ainsi qu'une diminution inhomogène de sa section. Au-delà d'une vitesse d'appel critique, on observe dans certains cas une instabilité d'étirage, appelée draw résonance, qui se manifeste par des fluctuations périodiques de l'épaisseur et de la largeur du film. Dans d'autres situations, c'est un phénomène de casse du film qui se produit. L'enjeu de notre étude consiste à comprendre la dynamique de formation du film plat afin de prédire d'une part, les phénomènes décrits précédemment, et les dimensions finales du film obtenu d'autre part. Nous avons développe des modèles de complexité croissante tant au niveau de la description cinématique de l'écoulement que de l'équation constitutive. Les modèles 1d (newtonien et viscoélastiques) permettent de mettre en ouvre la méthode de stabilité linéaire afin de prédire le phénomène d'instabilité périodique. Ces modèles constituent la première approche théorique qui prenne en compte simultanément les fluctuations de largeur et d'épaisseur du film. Ils permettent d'avancer que les polymères de haut niveau d'élasticité sont plutôt confrontes au problème de casse alors que les polymères de faible niveau d'élasticité sont plutôt confrontes au problème d'instabilité. Dans ce dernier cas, le modèle prédit que l'on peut jouer sur l'aspect géométrique du procède pour limiter le phénomène. Ces résultats sont en bon accord (qualitatif et quantitatif) avec ceux de notre étude expérimentale. L'utilisation stationnaire de ces modèles 1d permet d'obtenir des évolutions des dimensions finales du film avec les paramètres opératoires qui sont qualitativement très proches de l'expérience. La prédiction d'une section finale inhomogène nécessite la prise en compte d'une cinématique 2d. Cela conduit au développement d'un modèle de type membrane qui nécessite la mise en ouvre de méthodes de résolution par éléments finis adaptées à l'existence d'une surface libre et aux équations de transport. Ce modèle permet de retrouver avec une très bonne précision le profil de rétrécissement latéral et la section finale obtenus expérimentalement. L'influence marquante de la viscoélasticité du polymère sur les dimensions finales est mise en évidence. La loi de maxwell fournit ici des résultats d'une surprenante pertinence compte tenu du faible nombre de paramètres qu'elle met en jeu et de sa réputation discutable dans les écoulements en élongation. La simulation dynamique 2d confirme les tendances obtenues avec la méthode de stabilité linéaire et permet de prédire un déphasage entre fluctuations de largeur et d'épaisseur qui est cette fois en très bonne conformité avec les observations expérimentales
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Beaufils, Pascal. "Etude des défauts d'extrusion de polyethylènes linéaires : approche expérimentale et modélisation des écoulements." Paris, ENMP, 1989. http://www.theses.fr/1989ENMP0171.
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Ce travail presente une classification et une quantification de la succession des differents defauts d'extrusion que l'on peut observer sur les polyethylenes lineaires soient, le defaut de surface (peau de requin), le defaut bouchon, l'ondulation et la rupture d'extrudat. A cote de cet objectif general, nous nous sommes plus particulierement interesses au developpement du defaut de peau de requin dans un polyethylene basse densite lineaire et ce en utilisant deux techniques experimentales complementaires: la rugosimetrie pour correctement caracteriser la surface de l'extrudat et les observations de birefringence d'ecoulement qui nous ont permis de visualiser les conditions d'ecoulement a l'interieur de la filiere. Le developpement du defaut apparait comme fortement dependant de la temperature et comme quasi-independant de la geometrie de la filiere (longueur, angle d'entree). Les modelisations de l'ecoulement dans la filiere ont permis de relier l'amplitude du defaut de surface avec la distribution des contraintes dans l'ecoulement. L'emergence du defaut de peau de requin apparait comme un phenomene continu et regulier de degradation de l'etat de surface et ne semble pas pouvoir etre correlee a un quelconque phenomene de glissement a la paroi
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Rakotonirina, Mamy Daniel. "Modification chimique de polymères par des dérivés acyloxyimides en extrusion réactive." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0299.
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La fonctionnalisation post-polymérisation ou post-fonctionnalisation est une technique qui permet d’apporter des propriétés spécifiques à des polymères dont les caractéristiques intrinsèques sont limitées pour une application donnée. Parmi les différentes stratégies de post-fonctionnalisation, une des plus courantes est le greffage radicalaire en milieu fondu par extrusion réactive (T > 160 °C). Dans ce type de procédé, un précurseur de radicaux appelé agent de greffage est utilisé afin de greffer des unités fonctionnelles sur les chaines de polymère. A ce jour, ce sont les radicaux à base de peroxydes qui sont employés. Cependant, ces derniers engendrent souvent des réactions de réticulation de chaines qui réduisent l’efficacité du processus. Afin de surmonter ces inconvénients, il est alors important de développer de nouvelles structures pertinentes. Dans ce contexte, les travaux de recherche que nous avons entrepris dans cette thèse concernent la conception et l’étude de nouveaux agents de greffage dérivés d’acétoxyphtalimide (NAPI) pour la post-fonctionnalisation de polymères. Afin d’atteindre ces objectifs, notre démarche a été basée sur une approche multidisciplinaire comportant une étude théorique par modélisation moléculaire et une approche expérimentale incluant la synthèse et l’étude de réactivité des nouvelles structures. Par la suite, des essais de post-fonctionnalisation de polyéthylène, de polyamide ainsi que de poly(acide lactique) par ces nouveaux agents de greffage ont été réalisés. Ces essais ont montré des résultats prometteurs à l’utilisation de ces nouveaux composés par rapport aux peroxydes dans les systèmes d’extrusionPost-functionalization is a technique which allows to introduce specific properties to polymers whose intrinsic characteristics are limited for a defined application. It has become an appropriate tool to answer the strong demand for performance materials that is constantly growing. Among the post-functionalization methods, one of the most exploited is the radical grafting of the polymers in the molten state by reactive extrusion (T> 160 ° C). In this type of process, a radical precursor called grafting agent is used to graft functional units (monomers) onto the polymer backbone. In this context, the conventional grafting agents used in extrusion are peroxides. However, the radicals generated by peroxide compounds often lead to side reactions, particularly crosslinking reactions of the polymer chains which limit the efficiency of the process. Thus, finding a new family of grafting agents remains a challenge to optimize these extrusion systems. In this research work, the main objective is to use new grafting agents based on acetoxyphthalimide (NAPI) for extrusion. To reach this goal, our strategy is based on a multidisciplinary approach which presents a theoretical study by chemical modeling and an experimental approach by the synthesis and the reactivity study of the targeted structures. To validate the concept, polyethylene, polyamide and polylactic acid post-functionalization tests through these new grafting agents have been carried out. The results obtained have shown that these NAPI derivatives are efficient to graft monomers and to reduce the crosslinking reaction compared to peroxide agents
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Sahyoun, Jihane. "Développement de nouveaux matériaux polymères ignifugeants par la voie extrusion réactive." Thesis, Lyon 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LYO10360/document.
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L'objectif principal de ce travail concerne le développement de nouveaux matériaux polymères techniques ou composites anti-feu, éco-compatibles, tout en incorporant un faible taux de charges dans le but de conserver les performances physiques et mécaniques des matériaux élaborés, pour des applications axées sur la fabrication de fils ignifuges. L'étude est basée sur la génération in situ de charges inorganiques fonctionnalisées en matrice polymère fondu au cours du procédé d'extrusion par des réactions d'hydrolyse-condensation des précurseurs alcoxysilanes. Les caractérisations morphologiques et chimiques ont mis en évidence la formation de ces composites. La compréhension des mécanismes d'ignifugation mis en jeu a mis en évidence une nette modification du comportement au feu du matériau avec l'ajout de charges silicophosphorées ce qui prouve l'intérêt de disperser les fonctions ignifugeantes par cette approche originale. Une ouverture sur les systèmes azotés a été également mise en évidence. Les performances feu évaluées à l'aide d'un microcalorimètre à combustion et d'un calorimètre à cône ont également permis de comparer des composés phosphorés introduits par la voie additive avec la charge silicophosphorée générée in situThe main objective of this work is the development of new fire retardant, eco-friendly, engineering composites, with the incorporation of a low load of fillers in order to maintain the physical and mechanical properties. The study is based on the in situ generation of functionalized inorganic fillers in the polymer matrix during the melt extrusion process by hydrolysis-condensation reactions of alkoxysilane precursors. Morphological and chemical characterization revealed the formation of these composites. Fire tests data showed a significant modification in the fire behaviour of the materials with the addition of the silico-phosphorylated fillers, which proves the interest of dispersing the fire retardant functions by this novel approach. An opening on nitrogen systems was also highlighted. The fire performance evaluated using a microcalorimeter and a combustion cone calorimeter was also used to compare phosphorus compounds introduced by the additive approach and the silico-phosphorylated filler generated in situ the molten copolymer
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Guerrault, Xavier. "Simulation moléculaire de fondus de polymères par la méthode de la "Dynamique des particules dissipatives"." Paris 11, 2004. http://www.theses.fr/2004PA112217.
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Ce travail porte sur la modélisation et la simulation de fondus de Polyéthylène (PE) et de 1,4cis-Polybutadiène (cis-PB) à l’échelle mésoscopique par la méthode de la « Dynamique des Particules Dissipatives » (DPD). Les chaînes polymériques sont représentées par une succession de billes comprenant chacune monomères (variable appelée paramètre de nivellement) et soumises aux forces de la DPD (conservatives,dissipatives et aléatoires). On établit d’abord un jeu de paramètres pour les interactions effectives conservatives relatives au PE et au cis-PB pour plusieurs valeurs de d’après des simulations de type Monte-Carlo à l’échelle microscopique et en utilisant le concept de potentiel de force moyenne. Les lois d’échelles du régime de Rouse sont retrouvées pour toutes les longueurs de chaîne. Des résultats en bon accord avec les données expérimentales et les résultats de simulations microscopiques détaillées sont obtenus pour les grandeurs structurales. Une loi d’échelle globale reliant la moyenne du carré de la distance bout à bout au nombre d’atomes de carbone de la chaîne microscopique sous-jacente est mise en évidence indépendamment de . Par la suite, les paramètres de la force dissipative sont ajustés pour le PE permettant la comparaison des propriétés dynamiques aux échelles micro et méso. On n’observe aucune évolution du régime de Rouse vers le régime de reptation, lié aux enchevêtrements et plus réaliste des longueurs de chaînes simulées ici car les potentiels utilisés sont (et se doivent d’être) trop faiblement répulsifs. Afin d’observer ce changement de régime, on implante enfin un algorithme de « non-croisement » reproduction artificielle des enchevêtrementsThis work deals with the modelisation and the simulation of Polyethylene (PE) and 1,4cis-Polybutadiene (cis-PB) melts at mesoscale using the “Dissipative Particle Dynamics” (DPD) method. Polymers are represented as chains of beads each one regrouping (called the coarse-graining level) monomers and subjected to the conservative, dissipative, and random DPD forces. First, a set of parameters for the PE and cis-PB effective conservative interactions is established for several from microscopic Monte Carlo simulations and using the mean-force potential concept. Scaling laws of the Rouse regime are recovered for all chain lengths. Results for the structural quantities are in good agreement with experimental data and detailed microscopic simulations. It is even observed a global (independent of the coarse-graining level) scaling law for the evolution of the root mean square end to end distance with the length of the underlying microscopic chain. Then, the parameters of the dissipative force are adjusted for PE, enabling the comparison between dynamical properties at micro and mesoscale. No transition from the Rouse to reptation regime, related to the existence of entanglements, is observed here. This is due to the fact that the potentials used are (and have to be) too weakly repulsive. To overcome this problem, a “non-crossing” algorithm is implemented to artificially re-introduce entanglements, leading for the moment only, to a slowing down of the dynamics