• Langue : Français
• Discipline : Molécules et Matière Condensée
• Identifiant : 2012LIL10160
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 14/12/2012

Résumé en langue originale

Des nanocomposites polypropylène greffé amidon (PP-g-amidon) / argile organomodifiée ont été élaborés par extrusion bi-vis corotatives. Des compatibilisants de type polyoléfine greffée anhydride maléique (PP-g-MA), homopolymère PP ou copolymère éthylène-propylène, présentant différentes masses moléculaires et différents taux de greffage en MA ont été ajoutés à différents taux d’incorporation. Deux montmorillonites organomodifiées ont été utilisées contenant, l’une des groupes fonctionnels polaires présentant une affinité avec la phase amidon, l’autre des groupes fonctionnels apolaires ayant une affinité avec la phase PP de la matrice. La meilleure miscibilité des mélanges PP-g-amidon/PP-g-MA a été observée dans le cas d’un faible taux de compatibilisant (5wt%) copolymère éthylène-propylène greffé MA, qui combine la masse moléculaire la plus faible et le taux de greffage en MA le plus élevé (1,4 wt%), et présente un comportement rhéologique proche de celui du PP-g-amidon. L’optimisation des performances mécaniques (augmentation de rigidité et de résistance sans perte significative de ductilité) des hybrides ternaires a ensuite été obtenue de deux manières : (i) en ajoutant la montmorillonite apolaire, la compatibilisation n’étant alors pas fondamentale, (ii) en utilisant la montmorillonite polaire, ce qui nécessite une compatibilisation entre la phase polypropylène de la matrice et le surfactant de l’argile par une polyoléfine-g-MA suffisamment greffée en anhydride maléique (maléation de la phase polyoléfine>0,3wt%) dont la viscosité à la température de transformation est proche de celle de la matrice PP-g-amidon.

Résumé traduit

Starch-grafted polypropylene (PP-g-starch) / organoclay nanocomposites were melt-compounded by co-rotating twin-screw extrusion. Homopolymer or copolymer-based polypropylene-grafted maleic anhydride (PP-g-MA) with different molecular weights and different maleic anhydride (MA) grafting levels was added at different weight contents as compatibilizer. Two organo-modified montmorillonites were used, the first one containing polar functional groups having affinity with the starch phase, and the other one containing non polar-groups having affinity with the PP phase of the polymer matrix. The best miscibility of PP-g-starch/PP-g-MA blends was observed for low content (5wt%) of the ethylene-propylene copolymer-based PP-g-MA, which combines the lowest molecular weight and the highest MA-grafting level (1,4 wt%), and has a rheological behaviour close to that of PP-g-starch. Optimisation of mechanical properties (rigidity and strength increase without significant loss of ductility) of the ternary hybrids was then achieved by two ways: (i) by using the non polar montmorillonite, compatibilization being not essential in that case; (ii) by using the polar montmorillonite, which requires a compatibilization between the PP phase of the matrix and the starch organomodifier with a sufficiently MA-grafted polyogefin-g-MA (maleation of the polyolefin > 0,3wt%) whose viscosity at the processing temperature is close to that of the PP-g-starch matrix.