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1 - GÉNÉRALITÉS SUR LES NANOCHARGES LAMELLAIRES POUR NANOCOMPOSITES

  • 1.1 - Choix de la charge minérale
  • 1.2 - Nécessité du traitement organique des lamellaires
  • 1.3 - Généralités sur les argiles naturelles
  • 1.4 - Polysilicates lamellaires naturels et de synthèse
  • 1.5 - Layered Double Hydroxide

2 - NANOCOMPOSITES LAMELLAIRES À BASE DE POLYAMIDE

3 - NANOCOMPOSITES LAMELLAIRES À BASE DE POLYPROPYLÈNE

  • 3.1 - Obtention des nanocomposites lamellaires à base de PP
  • 3.2 - Propriétés des nanocomposites lamellaires à base de PP

4 - NANOCOMPOSITES LAMELLAIRES À BASE DE POLYESTER

5 - NANOCOMPOSITES LAMELLAIRES À MATRICE ÉPOXYDE

Article de référence | Réf : NM3055 v1

Généralités sur les nanocharges lamellaires pour nanocomposites
Nanocomposites à nanocharges lamellaires

Auteur(s) : Dominique DUPUIS, Olivier MATHIEU, Sylvain BOUCARD, Stéphane JEOL, Jannick DUCHET-RUMEAU

Date de publication : 10 janv. 2007

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RÉSUMÉ

Les nanocomposites peuvent être constitués d'une dispersion de plaquettes ou lamelles généralement argileuses dans une matrice polymère. Ces nanocomposites à nanocharges lamellaires font l’objet de cet article. Dans un premier temps, les généralités sur les nanocharges lamellaires sont rappelées : choix de la charge minérale, nécessité du traitement organique, argiles naturelles, etc. Le cœur de cet article s’intéresse ensuite à décrypter les nanocomposites lamellaires à base de polyamide, à base de polypropylène, à base de polyester et enfin à matrice époxyde. Pour chacun de ces nanocomposites, leur élaboration ainsi que leurs propriétés sont passées en revue.

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ABSTRACT

Nanocomposites can be composed of a dispersion of generally clayey platelets or lamellae in a polymer matrix. These nanocomposites with lamellar nanofillers are dealt with in this article. General information on lamellar nanofillers are firstly reviewed: choice of the mineral charge, necessary organic treatment, natural clays, etc. This article then focuses on explaining polyamid-based, ploypropylen-based, polyester-based lamellar nanocomposites as well as epoxy matrix nanocomposites. The elaboration and properties of each of them are reviewed.

INTRODUCTION

Après quelques généralités sur les nanocharges lamellaires (§ 1), nous décrivons successivement dans ce dossier les nanocomposites lamellaires : à base de polyamide (PA), § 2 ; à base de polypropylène (PP), § 3 ; à base de polyester (PET), § 4 ; à matrice époxyde, § 5.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-nm3055


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1. Généralités sur les nanocharges lamellaires pour nanocomposites

Dominique DUPUIS est Ingénieur de ­Recherches Rhodia au CRTA

Olivier MATHIEU est Ingénieur ENSPM, CPE-Lyon Rhodia Engineering Plastics

Sylvain BOUCARD est Docteur Ingénieur Product Development & Technical support – Automotive – Multibase SAS – A DowCorning ­Company

Stéphane JEOL est Ingénieur polymériste de l’ECPM Strasbourg Doctorant en « Polymères et ­composites » à l’INSA de Lyon

Jannick DUCHET-RUMEAU est Maître de ­conférences au Laboratoire LMM/IMP de l’INSA de Lyon

Les nanocomposites peuvent être constitués d'une dispersion de plaquettes ou lamelles généralement argileuses dans une matrice polymère. Ces charges lamellaires sont constituées d'un ensemble de feuillets (type « mille feuilles »). Les dimensions des feuillets individuels sont de l'ordre du nanomètre en épaisseur, de plusieurs dizaines de nanomètres en largeur, et de plusieurs dizaines de nanomètres à quelques micromètres en longueur d'où leur appellation nanocharges. Ces dimensions leur confèrent un coefficient de surface très élevé (de 100 à 1 000 m2 · g−1) et un très fort facteur de forme (longueur/épaisseur > 100). Les caractéristiques géométriques de la charge ont une influence déterminante sur les propriétés des matériaux polymères ainsi formulés, répertoriés ici sous l'appellation générale nanocomposites, pour tenir compte de la dimension nanoscopique des charges introduites et à ne pas confondre avec les composites traditionnels du type polymères/fibres de renforts (exemple : polyester/fibres de verres).

Suivant l'état d'exfoliation et de dispersion de la charge minérale dans la matrice, on peut distinguer trois types de structures minérales :

  • une structure non exfoliée, lorsque les feuillets restent agglomérés sous forme de paquets (ou d'un cristal) ;

  • une structure intercalée, avec des feuillets incomplètement séparés ;

  • une structure exfoliée (ou délaminée) avec des feuillets individuels bien séparés et correctement dispersés (ce qui se traduit par une perte de cohérence cristalline).

L'appellation nanocomposites, sauf à considérer que...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - MACCULLOCH -   *  -  J. Am. Chem. Soc., vol. 74, p. 2453-2456 (1952).

  • (2) - LAGALY (G.) -   *  -  Adv. Coll. Interf. Sci., vol. 11, p. 105-148 (1979).

  • (3) - RUIZ-HITZKY (E.), ROJO (J.M.) -   *  -  Nature, vol. 287, p. 28-30 (1980).

  • (4) - RUIZ-HITZKY (E.), ROJO (J.M.), LAGALY (G.) -   *  -  Coll. Polym. Sci., vol. 263, p. 1025-1030 (1985).

  • (5) - OKUTUMO (S.), KURODA (K.), OGAWA (M.) -   *  -  Applied Clay Science, vol. 15, p. 253-264 (1999).

  • (6) - JOBBAGY (M.), REGAZZONI (A.E.) -   *  -  Journal of Colloïd and Interface Science, vol. 275, p. 345-348 (2004).

  • (7)...

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