Caractérisation des polymères par spectrométrie optique

1 - Spectrométrie infrarouge

• 1.1 - Instrumentation
  Figure 1 - Schéma de principe de la réflexion totale atténuée Figure 2 - Schéma de principe de la réflexion-absorption Figure 3 - Schéma de la cellule photoacoustique
• 1.2 - Exemples d’applications de la spectrophotométrie infrarouge à l’échelle macroscopique
  Figure 4 - Spectres infrarouges de quelques polymères usuels Figure 5 - Spectre ATR d’un élastomère chargé (30 % de noir de carbone) Figure 6 - Mise en évidence de plastifiants, charges, additifs Figure 7 - Dosage du taux de motifs d’acétate de vinyle dans des copolymères d’éthylène et d’acétate de vinyle
• 1.3 - Exemples d’applications de la spectrophotométrie infrarouge à l’étude de systèmes hétérogènes
  Figure 8 - Découpe au microtome d’un polymère multicouche pour analyse par microspectrométrie infrarouge Figure 9 - Spectre d’un échantillon multicouche analysé par microspectrophotométrie infrarouge Figure 10 - Profil d’oxydation déterminé par microspectrophotométrie infrarouge (épaisseur de la coupe 100 µm) d’une plaque de polypropylène (épaisseur 3 mm) soumise à un photovieillissement
• 1.4 - Autres applications
  Figure 11 - Spectre photoacoustique réalisé sur la plaque de polypropylène analysé en microspectrométrie (cf. figure )

2 - Spectrométrie Raman

• 2.1 - Avantages et difficultés de la méthode
• 2.2 - Quelques exemples d’application aux polymères
  Figure 12 - Spectre Raman (excitation Ar+) d’un échantillon de polybutadiène Figure 13 - Spectre Raman TF d’un échantillon de terpolymère (le diène est, dans ce cas, du norbornène) Figure 14 - Spectre Raman TF d’un copolymère ABS Figure 15 - Spectre Raman TF du polystyrène Figure 16 - Spectre Raman TF et spectre infrarouge d’un échantillon de polyuréthane dans la zone 1 900-1 500 cm −1 (I : spectre IRTF ; II : spectre Raman TF) Figure 17 - Spectre Raman TF d’un polypropylène à 5 % d’oxyde de titane Figure 18 - Spectre Raman TF d’un polypropylène à 7 % ou 15 % d’oxyde d’antimoine

3 - Spectrométrie d’absorption UV-visible

• 3.1 - nstrumentation : sphèred’intégration, colorimétrie
  Figure 19 - Schéma de principe d’une sphère d’intégration Figure 20 - Spectre de réflexion de deux plaques de polypropylène pigmentées respectivement par des pigments organiques rouge et jaune (échantillon rouge : L* = 66,7 ; a* = − 16,9 ; b* = 50,9 échantillon jaune : L* = 41,7 ; a* = 43,8 ; b* = 28,2)
• 3.2 - Exemples d’applications de la spectrométrie d’absorption UV-visible à l’étude des polymères
  Figure 21 - Spectre UV-visible d’un film de polyéthylène contenant 37 000 ppm d’un absorbeur UV commercial Figure 22 - Spectres UV-visible de deux antioxydants commerciaux en solution dans le n-hexane Figure 23 - Évolution du spectre UV-visible d’un film de PVC thermolysé (sous azote) à 100 C (les courbes successives correspondent respectivement à : 0, 20, 40, 60 et 80 heures de thermolyse) Figure 24 - Évolution du spectre UV-visible d’un film de polycarbonate irradié en lumière monochromatique ( λ = 254 nm) sous vide (les courbes successives correspondent respectivement à 0, 1, 15, 56, 149 et 713 heures d’irradiation)

4 - Conclusion