Étude de l'évolution de morphologie sous écoulement contrôlé de nanocomposites à base de charges carbonées

Résumé

Dans ce travail, des mélanges présentant une morphologie co-continue de deux polymères non miscibles, à savoir le polypropylène (PP) et le polystyrène (PS), ont été chargés avec du graphène (GnP). Les composites PP/PS/GnP, ont été préparés par extrusion à l'état fondu. Par la suite, ils ont été soumis à une caractérisation approfondie, englobant des analyses rhéologiques, morphologiques et électriques. Pour obtenir des données précises sur les propriétés électriques et rhéologiques de ces composites, nous avons utilisé un rhéomètre couplé à un dispositif diélectrique-rhéologique (DRD). Pour étudier l'évolution des propriétés des composites PP/PS/GnP sous l'influence d'un écoulement contrôlé, deux types de tests ont été effectués : un balayage temporel (simulant le recuit thermique) à une température de 200 °C pendant une heure, ainsi qu'un test de cisaillement stationnaire à des taux de cisaillement de 0.05▯ et 1▯. Par la suite, ces deux tests ont été précédés et suivis d'un test de cisaillement oscillatoire de petites amplitudes afin d'évaluer l'impact du cisaillement et du recuit sur la morphologie du matériau. Les résultats révèlent une nette diminution des seuils de percolation électrique et rhéologique pour les composites PS/PP/GnP par rapport aux polymères purs chargés de graphène (PS/GnP et PP/GnP). L'incorporation de GnP a également entraîné une réduction drastique de la taille du domaine caractéristique de la morphologie co-continue PP/PS/GnP, indiquant ainsi un affinage de la morphologie. De plus, la conductivité électrique des composites PS/PP/GnP a augmenté d'un ordre de grandeur au cours des premières minutes de recuit, pour ensuite se stabiliser, révélant ainsi l'évolution vers la formation d'un réseau de graphène plus robuste pendant le recuit. Il a également été démontré que le GnP pouvait stabiliser la morphologie d'un mélange co-continu, même sous l'application d'une forte déformation.

Date	24 janv. 2024
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Nicole R. Demarquette (Directeur(-trice)) & Éric David (Codirecteur(-trice))