Interfacial rheology of polymers in the molten state/ experimental and fundamental aspects

Rhéologie interfaciale des polymères à l'état fondu / aspects expérimentaux et fondamentaux Les travaux de cette thèse portent sur la rhéologie interfaciale en cisaillement et en dilatation/compression de systèmes polymères. Dans un premier temps, notre choix a porté sur l’étude de systèmes modèles à base de PIB poly (isobutylene) et PDMS poly (dimethylsiloxane). Ces polymères présentent l’avantage d’être liquides à température ambiante. Les propriétés de surface et d’interface ont été sondées à l’aide d’une nouvelle cellule interfaciale développée pendant ce projet. Elle présente l’avantage de réaliser des mesures à des températures élevées pouvant atteindre 200°C. L’effet de la masse molaire et de la température sur les propriétés interfaciales ont été étudiées selon les régimes, permanent et oscillatoire. Ces études ont été transposées ensuite sur des polymères semi- cristallins fondus tels que le PEG poly (éthylène glycol) et le PCL poly(caprolactone). Dans un deuxième temps, nous avons étudié et analysé les propriétés rhéologiques interfaciales en élongation des systèmes modèles, au moyen de la rhéologie interfaciale en dilatation / compression en utilisant la méthode de la goutte pendante oscillante. De plus, la relaxation des surfaces / interfaces a été sondée par la méthode de « pulse », d’une part, et en utilisant un rhéomètre extensionnel à rupture capillaire (CaBER), d’autre part. Les grandeurs rhéologiques interfaciales en élongation/compression des systèmes modèles de différentes masses molaires et sous différentes températures ont été obtenues. Elles ont ensuite été comparées à celles mesurées en cisaillement et analysées selon le rapport de Trouton interfacial. Dans la dernière partie de la thèse, nous avons montré que la rhéologie interfaciale en cisaillement permet de sonder les réactions chimiques aux interfaces d’un système polymère fondu : PEgMA, Poly (Ethylène Greffé Anhydride Maléique) / PDMS-(PropNH2)2, Poly (DiMethyl Siloxane, terminé Amino Propyle). En outre, l’étude de la tension interfaciale dynamique a permis le suivi de la cinétique de la réaction interfaciale des systèmes réactifs de différentes masses molaires et à différentes températures. Enfin les études de rhéologie interfaciale s’avèrent très pertinentes pour sonder in-situ les interfaces et/ou interphases de systèmes polymères liquides. Les méthodologies ainsi établies et utilisées sont très innovantes et font sauter des verrous scientifiques et technologiques majeurs.