Polymer blending as a surface modification technique to alter the wettability of hydrophobic electrospun mats

Résumé

Dans cette thèse, l’utilisation des mélanges de polymères comme technique de modification de surface pour contrôler la mouillabilité des tapis électrofilés a été étudiée. Dans la première étape, une matrice hydrophobe (SEBS) a été mélangée avec un copolymère amphiphile (PEO-PPO-PEO) et les résultats ont montré que l'hydrophilisation a été réalisée avec 15% en poids de PEO-PPO-PEO avec une grande ségrégation à la surface. Cependant, cette composition a présenté des propriétés de surface non homogènes. Une analyse microscopique a révélé que la composition à 20% en poids de PEO-PPO-PEO a présenté une morphologie particulière avec des grains interconnectés qui a augmenté la rugosité de la surface des films et des fibres et qui a contribué aux propriétés de surface plus homogènes. Dans l'étape suivante, trois types de copolymères PEO-PPO-PEO avec des poids moléculaires et des contenus de PEO différents ont été utilisés pour hydrophiliser le SEBS. La ségrégation à la surface a augmentée dans les mélanges de SEBS avec des molécules PEO-PPO-PEO plus petites et avec une proportion plus élevée de blocs hydrophobes PPO. L’hydrophilisation a été réalisée avec aussi peu que 5% en poids de PEO-PPO-PEO et la saturation de la surface a également été observée. L'imagerie à grande vitesse et les mesures à effet de mèche ont montré que le temps d'étalement et de remontée capillaire varient grandement en fonction du niveau de la ségrégation et le type de PEO-PPO-PEO utilisé dans les mélanges. La dernière partie de cette thèse est une comparaison des mélanges des polymères hydrophobes soit avec un polymère hydrophile (PEO) ou avec des polymères amphiphiles (PEO-PPO-PEO) pour atteindre l’hydrophilisation. Les résultats ont montré que la présence des blocs PPO avec une faible énergie de surface a augmenté considérablement la ségrégation des polymères PEO-PPO-PEO vers la surface tandis que les mélanges avec PEO pur ont présenté une diminution de PEO dans la surface. De manière surprenante, la ségrégation de PEO-PPO-PEO a continué pendant plusieurs semaines à température ambiante. Les résultats théoriques ont montré que la morphologie d'équilibre pour le système SEBS/PPO correspond à une couche de PPO (mouillage complet) sur le SEBS, ce qui confirme les résultats expérimentaux de la couverture complète dans certains mélanges ainsi que les résultats de vieillissement. La capacité de la matrice de permettre le mouvement de PEO-PPO-PEO a également été analysée en comparant la ségrégation de ce copolymère à l'intérieur du SEBS et du PS pur. Dans le premier, la ségrégation a été élevée en raison d'une plus grande fraction de volume libre à la température ambiante tandis que dans le dernier aucune ségrégation au fil du temps n’a été observée.

Date	19 déc. 2016
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Nicole R. Demarquette (Directeur(-trice))