Les activités de recherche de notre équipe portent sur les matériaux
polymères aux interfaces et en général comprennent un composant
déformation et fracture des matériaux et un composant interface
et adhésion :
La plus grande partie de notre travail s'est focalisé sur les matériaux
déformables pour lesquels nous avons pu mettre en évidence l'existence
des deux mécanismes de déformation principaux suivants :
1) la formation d'une structure fibrillaire caractérise une bonne adhésion
; dans ce cas ce sont les propriétés en extension des polymères
qui pilotent l'énergie dissipée.
2) La propagation de fractures interfaciales. Dans ce cas ce sont les propriétés
dissipatives du polymère qui pilotent l'adhésion.
Nous avons pu mettre en évidence pour deux familles de polymères,
quels étaient les paramètres moléculaires qui permettaient
de passer de l'un à l'autre de ces mécanismes et donc de contrôler
l'adhésion. D'autre part le rôle de la chimie de surface sur les
interactions adhésives et le rôle crucial joué par la rugosité
en tant que nucléant de défauts de surface ont été
clarifiés si ce n'est complètement compris.
Voici quelques exemples d'applications où les interfaces sont importantes:
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Dans les multicouches polymères coextrudées,
plusieurs polymères sont mis en contact à l'état fondu
en sortie d'extrudeuse et une bonne adhésion entre les couches doit
être obtenue afin d'éviter une délamination. Dans l'application
typique de l'emballage alimentaire une couche centrale de polymère
polaire joue le rôle de barrière (à l'eau ou à
l'oxygène) alors que les deux couches externes (en polyoléfine)
ont des bonnes propriétés mécaniques. Une couche de
"liant" est nécessaire pour assurer l'adhésion entre
ces couches. |
Pour en savoir plus:
Laurens, C., Ober,R., Creton, C. and Léger, L.
(2004) "Crystalline Orientation and Adhesion at polypropylene/polyamide
6 interfaces compatibilized with syndiotactic polypropylene-polyamide-6
diblock copolymers". Macromolecules, 37, 6806-6813.
abstract
Laurens, C., Creton, C., Léger, L. (2004) " Adhesion
promotion mechanisms at isotactic polypropylene/polyamide 6 interfaces
: role of the copolymer architecture ", Macromolecules, 37, 6814-6822.
abstract
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Sujet
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Projets de recherche
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Mécanismes d'adhésion des adhésifs mous:
Dans ce sujet nous étudions l'effet de changements systématiques
de la structure moléculaire des polymères utilisés
dans l'adhésif sur les micromécanismes de décollement.
L'outil principal utilisé est le probe
tack instrumenté, qui permet d'observer les micromécanismes
de rupture des couches adhésives lors de leur décollement
tout en mesurant la force et le déplacement.
Les matériaux utilisés sont également caractérisés
par rhéométrie (mesure de leurs poirpriétés
rhéologiques dans le domaine linéaire) et par des tests
de traction.
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Mécanique du test de probe tack
Mécanique du probe tack
Adhésifs à bases de copolymères statistiques
acryliques
Adhésifs à base de copolymères à blocs
styrène-isoprène-styrène
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Pour en savoir plus
Shull, K.R. and Creton, C. (2004) "Deformation Behavior of Thin,
Compliant Layers Under Tensile Loading Conditions". J. Polym. Sci. Polym.
Ed. 42, 4023-4043.
abstract
Lindner A, Lestriez B, Mariot S, Creton C, Maevis T, Luhmann B, Brummer
R (2006) "Adhesive and rheological properties of lightly crosslinked
model acrylic networks" J. Adh. 82 (3), 267-310. abstract
Creton, C., A. Roos, and A. Chiche (2005) "Effect of the
diblock content on the adhesive and deformation properties of PSAs based
on styrenic block copolymers" in Adhesion: Current Research and Applications,
W.G. Possart, Editor. Wiley-VCH: Weinheim. p. 337-364. abstract
B. Lestriez, H. Lakrout, A. Chiche, A. Roos and C. Creton. "Probe
tack tests as a characterization tool in pressure-sensitive-adhesives"
Proceedings of the PSTC Technical Seminar TECH XXIV, Orlando, USA, 2-4
May 2001. pdf file
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Effets d'une modification de surface sur les mécanismes d'adhésion
des adhésifs mous:
Le décollement de matériaux très déformables
tels que les adhésifs mous dépend bien sûr des propriétés
mécaniques de l'adhésif lui-même mais également
de la surface adhérente qui fournit un condition aux limites.
La surface adhérente peut être modifiée soit chimiquement
(en introduisant des fonctionnalités chimiques ou des polymères
capables de s'enchevêtrer avec l'adhésif) soit topographiquement
par une modification de la rugosité de surface.
Dans les deux cas les mécanismes de décollement sont affectés
par cette modification et on a un couplage relativement complexe entre
les proipriétés de déformation de l'adhésif
et les interactions à l'intzerface avec la surface adhérente.
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Effet de la rugosité de surface sur les mécanismes
de décollement d'adhésifs déformables
De l'adhérence à l'anti-adhérence par des
modifications contrôlées de la chiumie de surface et de la
rhéologie de l'adhésif
Adhésion réversible et spécifique par greffage
de brosses polymères à deux composants.
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Pour en savoir plus
H. Retsos, A. Kiriy, V. Senkovskyy, M. Stamm, M. M. Feldstein and
C. Creton (2006) "Controlling tack with Bicomponent Polymer Brushes",
Adv. Mat., 18 (19), 2624-2628.
abstract
Josse, G., Sergot, P., Dorget, M. and Creton, C. (2004).
"Measuring interfacial adhesion between a soft viscoelastic layer and
a rigid surface using a probe method." Journal of Adhesion, 80
(1-2), 87-118.
abstract
Chiche, A., P.Pareige and C. Creton (2000) "Role of surface roughess
in controlling the adhesion of a soft adhesive on a hard surface" Comptes
Rendus de L'Académie des Sciences, Série IV, 1: 1197-1204.
abstract
C. Creton, G. Josse, A. Chiche. "Mécanismes d 'adhésion et
contrôle de l 'adhérence pour les matériaux très déformables" Proceedings
of the 9èmes journées de la formulation, Lyon, France, 9-10 december 2002.pdf file
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Fracture d'interfaces entre polymères fondus
Lorsque deux polymères fondus mais très enchevêtrés
sont mis en contact l'un avec l'autre, un phénomène d'interdiffusion
a lieu à l'interface et des enchevêtrements se forment entres
des chaînes polymères de part et d'autre de cette interface,
augmentant ainsi sa résistance mécanique.
Les conditions de ce renforcement dépendent de la nature chimique
des polymères, de leur masse moléculaire, de leur degré
de miscibilité.
Pour tester la tenue mécanique de l'interface ainsi formée
un test spécifique de fracture d'un fluide doit être utilisé.
Ce test confine fortement le fluide (entre deux plaques parallèles)
pour ensuite le fracturer par une traction.
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Etude de l'adhérence entre polymères fondus
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Pour en savoir plus
R. Schach, Y. Tran, A. Menelle, C. Creton "Adhesion at
Interfaces Between Immiscible Polymer Melts" World Polymer Congress,
41' International Symposium on Macromolecules, Rio de Janeiro, Brazil,
16-21th july 2006 pdf file
R. Schach and C. Creton "Adhesion between Polymeric Fluids
using a Probe Method" Proceedings of the 229th ACS National Meeting,
San Diego, USA, 13-17 March 2005. pdf
file
R.Schach, C.Creton "Polymer-polymer adhesion of uncrosslinked
elastomers at short contact times"
Proceedings of EURADH ' 04, Freiburg am Breisgau, Germany, 5-9 Sept. 2004.
pdf file
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Propriétés mécaniques des hydrogels
Lorsqu'un polymère soluble dans l'eau est réticulé
chimiquement, il se gonfle mais ne se dissout plus. On appelle ce polymère
gorgé d'eau un hydrogel.
Bien que les propriétés de gonflement à l'équilibre
et l'élasticité des hydrogels aient été étudiés
en détail, les propriétés en grandes déformation
et fracture restent mal connues.
En particulier alors que beaucoup de gels sont fragiles, il existe certains
types de gels qui sont très résistants à la fracture
du fait de leur structure chimique particulière.
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Synthèse et propriétés rheologiques d'hydrogels
contenant des groupements hydrophobes greffés.
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Pour en savoir plus
G. Miquelard-Garnier, C. Creton, D. Hourdet "Synthesis
and rheological behaviour of new hydrophobically modified hydrogels"
World Polymer Congress, 41' International Symposium on Macromolecules,
Rio de Janeiro, Brazil, 16-21th july 2006 pdf
file
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