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Effet des interactions charges-matrice sur la plasticité du caoutchouc renforcé : modélisation - simulations numériques

Alain Dequidt Laboratoire polymères et matériaux avancés, CNRS/Rhodia, Lyon

Les mesures de température de transition vitreuse (Tg) de films minces de polymères montrent que la dynamique du polymère est ralentie par la proximité d’un substrat solide (augmentation de la Tg locale). Dans les nanocomposites à base de polymère, les particules solides sont donc entourées d’une couche de polymère vitreux, dont l’épaisseur dépend de la température. Lorsque les couches vitreuses sont épaisses par rapport à la distance typique entre particules, elles connectent ces dernières par des ponts vitreux, conférant au système macroscopique des propriétés mécaniques particulières. L’étude de la dynamique des polymères au voisinage d’un substrat est un sujet de recherche extrêmement actif et important, tant d’un point de vue fondamental, concernant la transition vitreuse en film mince, que du point de vue des applications, compte tenu des conséquences sur les propriétés mécaniques des nanocomposites, tels que le caoutchouc renforcé utilisé dans les pneumatiques.

Je présenterai notre approche de cette problématique, basée sur le modèle mésoscopique de transition vitreuse de Long et coll., et le résultat de nos simulations numériques permettant d’investiguer les propriétés mécaniques d’un pont vitreux unique, à l’échelle de la dizaine de nanomètres.