Séchage d’émulsion sur fibres pour l’élaboration de matériaux hautes performances

Les émulsions, dispersions d’huile dans l’eau stabilisées par des tensioactifs, sont couramment utilisées dans les procédés de revêtements pour rendre hydrophobes des surfaces hydrophiles. Saint-Gobain utilise des émulsions pour les revêtements de fibres de verre ou de quartz, pour des applications diverses (laine de verre pour l’isolation, renforcement de matériaux pour l’aéronautique…). Le but de ce stage est d’étudier le séchage et la déstabilisation de gouttes d’huile d’une émulsion sur des surfaces de verre planes et sur des fibres, et la formation d’un film après séchage.

Le stage, en collaboration avec Saint-Gobain Recherche Paris consistera à fabriquer des émulsions modèles contenant des gouttes d’huile de taille contrôlée et des latex et à les déposer sur des surfaces et fibres de verre avec un dispositif fait-maison. La déstabilisation du revêtement de surface pourra être suivie in-situ et sur produit fini par imagerie. Nous utiliserons un MEB environnemental pour étudier la migration des gouttes d’huile sur la surface. Cette technique de microscopie à balayage permet en effet de réduire de manière contrôlée l’humidité relative dans une enceinte et à imager in-situ le séchage du film. Par microscopie confocale de fluorescence nous pourrons également, en utilisant des latex et des huiles fluorescentes étudier la migration de l’huile et des latex sur la surface. Enfin, des techniques classiques telles que la zetamétrie, diffusion de la lumière nous permettront de caractériser les latex et émulsions. Nous pourrons également utiliser l’AFM pour imager la surface des fibres après séchage pour identifier la position des particules de latex et des gouttes d’huile.

Profil :
Etudiant(e) en Master 2^e ou 3^ème année d’école d’ingénieur avec de solides connaissances en physico-chimie des systèmes dispersés et polymères, une forte appétence pour le travail expérimental. Des compétences en analyse d’image et en physique des liquides seraient un atout.

Fig. 1 : Exemple de films formés par séchage d’émulsion à la surface de différents substrats observés par différentes techniques. Au microscope optique sur substrat plan (gauche) et au MEB sur fibre (droite)¹. La texturation du dépôt au cours du séchage est un phénomène encore mal compris.

Encadrement : C. Monteux, P. Perrin, N. Sanson, B. Bresson
Collaboration et financement : Saint-Gobain Recherche Paris (R. Deleurence et H. Dupont)

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