Etude du comportement anélastique de la transition vitreuse dans des polymères dopés et bi-étirés

Abstract

L'objectif de ce travail, est de mettre en évidence l'effet du temps de vieillissement physique, du temps de recuit et du dopage avec des particules céramiques sur le comportement anélastique de la température de transition vitreuse de l'acide poly lactique (PLA). Tout d'abord, nous avons exposé des échantillons de PLA à un vieillissement et à un recuit pendant différentes périodes. Alors que, d'autres échantillons ont été dopé avec des particules de dioxyde de silicium (SiO2) et de dioxyde d'aluminium (Al2O3). Ensuite, les échantillons ont été caractérisés par la Calorimétrie Différentielle à Balayage (DSC), technique qui permet de suivre l'évolution du flux thermique en fonction de la température. La technique des courants thermo-stimulés (TSC) a été utilisée dans cette étude pour analyser l'évolution des thermo-courants obtenus en fonction de la température. Les techniques (réflectance totale atténuée (ATR) et spectroscopie Raman) ont été utilisées pour détecter les effets de nucléation des particules de SiO2 et Al2O3 avec la matrice PLA. Les résultats obtenus par la technique DSC montrent que l'effet du temps de vieillissement physique sur la transition vitreuse se manifestant par un pic endothermique autour de la région de transition vitreuse (Tg) qui augmente et se déplace vers des températures plus élevées avec l'augmentation du temps de vieillissement. Alors que par la technique CTS les résultats montrent l’apparition d’un pic thermo-courant associé au mode de relaxation principal de la manifestation anélastique de la transition vitreuse qui diminue avec l'augmentation du temps de vieillissement. Cependant, l'effet du temps de recuit par la DSC apparaît comme un saut endothermique dans la région de transition vitreuse (Tg) et se déplace vers des températures plus élevées avec l'augmentation du temps de recuit. Tous ses effets sont cohérents avec le concept de volume libre du polymère. L'ajout de particules d'alumine (Al2O3) et de dioxyde de silicium (SiO2) dans la matrice PLA, augmentent sa température de transition vitreuse Tg d'environ 12°C par rapport au PLA pur. Enfin, les résultats obtenus par la spectroscopie Raman ont révélé que les particules de SiO2 et Al2O3 ont un bon effet de nucléation avec la matrice PLA pour les utilisés comme renfort afin d’améliorer sa température de transition vitreuse.