Caractérisation des propriétés physiques et mécaniques des nanocomposites à matrice PA et PE chargés avec de la montmorillonite et du graphène

Abstract

Dans ce travail de thèse, l’influence des nanoplaquettes de graphène commercialisées (Gr) sur les propriétés de deux matrices thermoplastiques à l’état solide et à l’état fondu a été étudiée, en comparaison avec deux types d’argile organiquement modifiées (OMMT1 et OMMT2). Le premier volet est consacré à l’étude des nanocomposites à matrice apolaire (le polyéthylène haute densité) chargé avec de l’argile organiquement modifiée (OMMT1) et/ou du graphène (Gr). L’utilisation d’un compatibilisant, le polyéthylène greffé anhydride maléique, mène à un nanocomposite, avec des propriétés rhéologiques et mécaniques améliorées au détriment des propriétés mécaniques à la rupture. Par ailleurs, le compatibilisant réduit le degré de dispersion des particules de graphènes en fragilisant le matériau dû à la diminution de la viscosité durant le malaxage. Plus intéressant encore, les nanocomposites constitués de nanoplaquettes d’argile et de graphène simultanément montrent de meilleures caractéristiques de renforcement à l’état solide et à l’état fondu. Ce résultat peut être partiellement expliqué par la viscosité élevée des nanocomposites à charge d’argile qui aide à séparer les particules de graphène durant le malaxage. La seconde partie est liée à l’étude des nanocomposites à matrice polaire (Le polyamide-12) chargée avec de l’argile organiquement modifiée (OMMT2) et/ou du graphène (Gr). Il a été constaté que le taux d’augmentation de la rigidité dans les nanocomposites à 5% d’OMMT2 est plus élevé que celui à 2% d’OMMT2. L’étude rhéologique a confirmé l’intérêt de combiner les nanocharges OMMT2 et graphène et indique la présence d’un réseau de percolation renforcé. De plus, il a été constaté que plus la viscosité du nanocomposite à charge d’argile est élevée, plus les particules de graphène sont minces, ce qui résulte en un renforcement plus solide