Synthèse et caractérisation de copolymères polybutadiène/polyuréthane pour des applications dynamiques

Proposition de stage de M2 2019-2020

Laboratoire Sciences et Ingénierie de la Matière Molle, (SIMM)

Adresse : ESPCI, 10 Rue Vauquelin 75005 Paris

Directeur du laboratoire : Etienne Barthel

Responsables du stage : Gaétan Grimaldi d’Esdra, Hélène Montes, François Lequeux, Nadege Pantoustier

Contact : gaetan.grimaldi-desdra (arobase) espci.fr, Helene.Montes (arobase) espci.fr, Francois.Lequeux (arobase) espci.fr, Nadege.Pantoustier (arobase) espci.fr

Projet

Les caoutchoucs renforcés sont des matériaux largement utilisés dans l’industrie pour la fabrication de pneus, systèmes d’étanchéité, ou encore pour l’amortissement de vibrations. Dans ce dernier cas cependant, le comportement non linéaire du caoutchouc (également appelé effet Payne [1]) est un problème non résolu à ce jour. En effet, la variation du module de conservation G’ avec l’amplitude de déformation dans ces matériaux rend le dimensionnement de pièces difficile.

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Pièces antivibratoires en caoutchouc renforcé

C’est dans ce cadre qu’un nouveau type de renfort à base de copolymère polybutadiène/polyuréthane (plus communément appelé polyuréthane segmenté [2]) a été imaginé par l’entreprise Hutchinson. Cependant, les propriétés mécaniques de ce nouvel élastomère renforcé restent encore difficiles à prévoir et ne sont encore décrites par aucun modèle physique. Elles font donc l’objet d’une thèse CIFRE avec laquelle sera jumelée ce stage.

Le stage aura trois objectifs, axés sur la compréhension des propriétés des polyuréthanes segmentés seuls :

  • Synthèse des matériaux via un protocole original (extrusion réactive)
  • Caractérisation des échantillons ainsi synthétisés grâce à différentes techniques (DSC, rhéologie…)
  • Interprétation des résultats en terme de physique du polymère

Techniques ou méthodes utilisées

La synthèse des échantillons fera appel à de la chimie de paillasse, de l’extrusion réactive, et éventuellement à des techniques de malaxage industrielles (mélangeur à cylindre). Les techniques d’analyses utilisés seront la DSC et la rhéologie (en équivalence temps-température ou en Large Amplitude Oscillatory Shear).

Références

[1] L. Chazeau, J. D. Brown, L. C. Yanyo, S. S. Sternstein, « Modulus Recovery Kinetics and Other Insights Into the Payne Effect for Filled Elastomers », Polymer Composites, 21 (2000)
[2] I. Yilgör, E. Yilgör, G. L. Wilkes, « Critical parameters in designing segmented polyurethanes and their effect on morphology and properties : A comprehensive review », Polymer, 58 (2015)

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Informations Pratiques

Sciences et Ingénierie de la Matière Molle - UMR 7615

10 rue Vauquelin
75231 PARIS CEDEX 05

  • Directeur : E. Barthel
  • Directeur adjoint : J.B. d’Espinose
  • Directrice adjointe : G. Ducouret
  • Pôle gestion : F. Decuq, M.-T. Mendy et M. Hirano-Courcot
  • Communication : A. Hakopian et M. Ciccotti
  • Systèmes d’information : A. Hakopian
  • Assistant prévention : F. Martin

Comment venir ?