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Etude de l'effet des renforts nano-plaquettaires dans les composites à matrices polymères : élaboration, caractérisation et modélisation

type de publication      thèse de doctorat
date de publication 14-12-2010
auteur(s) Gillibert Jean
jury Brieu M.; Aubin V.; Kondo D.; Régnier G.; Rémond Y.; Cantournet S.; Castagnet S.; Wattrisse B.
école Ecole Centrale de Lille
  
résumé Les nano-composites, et plus particulièrement les nano-composites à renforts plaquettaires, sont réputés avoir de remarquables propriétés mécaniques. La microstructure de ces composites affecte de maniéré significative leurs comportements mécanique.
L’objectif de ce travail est d’étudier l’effet des renforts nano-plaquettaires, d’argile Montmotillonite, sur le comportement mécanique de deux différents polymères, un PolyPropylène et un Ethylène Propylène Diène Monomère. L’optimisation des différentes étapes de fabrication permet de s’assurer de l’absence d’agglomérat de nano-plaquettes, permettant ainsi d’obtenir un nano-composite à structure intercalée ou exfoliée, observée à l’aide d’analyse de diffraction aux Rayons X et d’observation aux microscopes électronique à balayage ou transmission. La mise en œuvre d’essai de traction couplée avec des mesures par corrélation d’images numérique à l’échelle microscopique permet l’observation d’hétérogénéités dans les champs cinématiques pouvant être imputées à la présence de nano-plaquettes non exfoliées.
La caractérisation mécanique des différents nano-composites est réalisée aux travers d’essais de traction uniaxiale sur des matériaux vierges et endommagés. Ces essais ont permis de montrer que l’influence des nano-plaquettes diffère en fonction du type de matrice avec laquelle elles sont associées.
La modélisation du comportement mécanique de l’EPDM (pur et renforcé), à l’aide des modèles macromoléculaires permet à partir des résultats d’essais macroscopiques d’évaluer la dispersion des nano-plaquettes dans la matrice.
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