Élaboration de nanocomposites à base d’argile lamellaire par extrusion bivis

1 - Matériaux et méthodes

• 1.1 - Matériaux
  Figure 1 - Schéma de la structure de la montmorillonite [AM 5 205]
• 1.2 - Procédés d’élaboration
• 1.3 - Caractérisation de l’état de dispersion et des microstructures
  Figure 2 - Principales structures observées dans les nanocomposites à base d’argile lamellaire [7] Figure 3 - Exemples d’observations d’un nanocomposite PP/PP-g-MA/OMMT (90/5/5 en masse) par MEB et MET [3] Figure 4 - Exemple de spectres DRX pour une OMMT native et un nanocomposite réalisé avec cette OMMT Figure 5 - Exemples de courbes en rhéométrie en cisaillement oscillatoire de faible amplitude

2 - Influence des conditions opératoires en mélangeur interne

• 2.1 - Influence de la vitesse de rotation
  Figure 6 - Évolutions du rapport d’aires et du seuil d’écoulement apparent en fonction de la vitesse des rotors (8 min, 180 °C) [7]
• 2.2 - Influence du temps de mélange et de la température
  Figure 7 - Évolutions du rapport d’aires et du seuil d’écoulement apparent avec le temps de mélange (100 tr/min, 180 °C) [7]
• 2.3 - Conclusions
  Figure 8 - Évolutions du rapport d’aires et du seuil d’écoulement apparent avec l’énergie mécanique spécifique (EMS) [7]

3 - Application à l’extrusion bivis

• 3.1 - Influence des conditions opératoires sur la microstructure finale
  Figure 9 - Profil de vis utilisé (extrudeuse de laboratoire) Figure 10 - Évolutions du rapport d’aires et du seuil d’écoulement apparent avec la vitesse de vis (2,6 kg/h, 180 °C) [13] Figure 11 - Évolutions du rapport d’aires et du seuil d’écoulement apparent avec le débit d’alimentation (500 tr/min, 180 °C) [14] Figure 12 - Évolutions du rapport d’aires et du seuil d’écoulement apparent avec la température du fourreau (300 tr/min, 3 kg/h) [3] Figure 13 - Évolutions du rapport d’aires et du seuil d’écoulement apparent avec l’énergie mécanique spécifique (EMS) [14] Figure 14 - Évolutions du rapport d’aires et du seuil d’écoulement apparent avec l’énergie mécanique spécifique (EMS). Comparaison entre mélangeur interne et extrudeuse bivis
• 3.2 - Évolution de la microstructure le long des vis
  Figure 15 - Exemple de prélèvements le long des vis après extraction du fourreau. Les points A-E représentent les points d’échantillonnage Figure 16 - Évolutions du rapport d’aires et du seuil d’écoulement apparent le long du profil de vis, à deux vitesses de vis différentes : 100 tr/min et 300 tr/min (2,6 kg/h, 180 °C) [19] Figure 17 - Seuil d’écoulement apparent en fonction du rapport d’aires, pour deux vitesses de vis différentes : (2,6 kg/h, 180 °C) [19]
• 3.3 - Influence du profil de vis
  Figure 18 - Description des différents profils de vis [17] Figure 19 - Évolution du seuil d’écoulement apparent le long du profil de vis, à deux débits d’alimentation différents : 5 kg/h et 15 kg/h (200 tr/min, 180 °C) [17]
• 3.4 - Comment améliorer dispersion et exfoliation ?
  Figure 20 - Évolutions du rapport d’aires et du seuil d’écoulement apparent le long du profil de vis, pour deux matrices différentes à faible viscosité et à viscosité élevée (300 tr/min, 2,6 kg/h, 180 °C) [19] Figure 21 - Évolutions du rapport d’aires et du seuil d’écoulement apparent le long du profil de vis, pour deux températures de fourreau différentes : 180 °C et 150 °C (300 tr/min, 2,6 kg/h) [19] Figure 22 - Changements du rapport d’aires et du seuil d’écoulement apparent en fonction de l’énergie mécanique spécifique calculée (300 tr/min, 180 °C) [19]

4 - Vers une optimisation du procédé à travers la modélisation

5 - Conclusion

6 - Glossaire