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Synthèse de matériaux composites par co-broyage en voie sèche. Caractérisation des propriétés physico-chimiques et d'usages des matériaux

Zapata-Massot, Céline (2004) Synthèse de matériaux composites par co-broyage en voie sèche. Caractérisation des propriétés physico-chimiques et d'usages des matériaux. (Synthesis of composite materials by dry co-grinding. Characterization of the properties of the produced materials.)

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Résumé

Cette étude est relative à la synthèse de matériaux composites par co-broyage dans des broyeurs à corps broyants fonctionnant en voie sèche.L'étude a été menée sur un système de produits modèles : une matrice polymère semi-cristalline (le poly (acétate de vinyle)) et une charge minérale (le carbonate de calcium).Les mécanismes de fragmentation et d'agglomération des produits broyés séparément puis ensemble ont été étudiés. La cinétique de synthèse du matériau composite a été identifiée. L'évolution, au cours du co-broyage, de la distribution granulométrique de chaque famille de particules a été modélisée par une combinaison de lois statistiques. Les propriétés mécaniques des matériaux composites obtenus par co-broyage ont été caractérisées. Le module de conservation a été multiplié par 3,5 par rapport au polymère seul. Le co-broyage permet de diminuer la taille de la charge et d'obtenir une meilleure dispersion dans la matrice, évitant la présence d'agglomérats qui provoquent des points de ruptures préférentiels. Les phénomènes responsables de l'agglomération des particules ont été identifiés. Des nanotubes de carbone ont été introduits dans la matrice et ont amélioré les propriétés mécaniques et électriques. ABSTRACT : This study presents the results obtained on co-grinding polymeric material (poly (vinyl acetate)) with mineral filler (calcium carbonate) in two different balls mills. The granulometric behaviour of the two separately ground products was characterised. Fragmentation and agglomeration mechanisms during co-grinding were identified. Grinding kinetics have been modelled using log-normal statistic laws. Another methodology based on particle morphology has been developed and allows to model finely co-grinding kinetics. Composite mechanical properties have been evaluated, the Young's modulus was multiplied by 3.5 compared to the polymer. In fact, co-grinding allows reducing filler size and well dispersing it in the matrix. Then, carbon nanotubes were incorporated in the polymeric matrix and the evolutions of mechanical and electrical properties during co-grinding have been studied

Département ou laboratoire:Laboratoire de Génie Chimique - LGC (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Le Bolay, Nadine
Mots-clés:Matériaux composites - Polymères - Charges minérale et carbonée - Co-broyage - Propriétés mécaniques - Propriétés électriques
Sujets:Génie des procédés
Déposé le:21 Mai 2008

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