Propriétés et morphologies des alliages de Block-copolymères PEBA avec le polyamide 12
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
PEBA are sequenced block-copolymer made of a sucession of hard polyamide 12 chains (PA 12) and soft polytetramethyleneglycol (PTMG). Their properties depend on the ratio of the molecular masses of the sequences M PA 12/M PTMG. The reticulation of this elastomeric thermoplastic is assured by the crystallization of the PA 12 sequences. Morphology: D. S. C experiments show that 2000/2000 and 2000/1000 series are not miscibles. The observations of thin slices, stained by Os04 in vapour phase, with a transmission electron microscope confirm clearly the non-misciblility hypothesis of 2000/2000 and 2000/1000 series. A new method using an image analyser has been used to point out the partial miscibility of the 4000/1000 blends. For the 50% blends of PEBA 2000/2000 and 2000/1000 phase inversion has been observed. The shape and the size of the droplets was studied as a function of the temperature and the duration in the melt before quenching or cooling. A Porod 's generalization has been applied to the small angle X-ray scattering data. The results indicate that the crystal-amorphe boundary is sharp and the crystallites are small. Properties : Young's modulus and other parameters like the Yield point or strain to failure have been measured by stress-strain tests. The Kerner's self consistent model which is in accord with the 2000/2000 and the 2000/1000 series could be applied to the 4000/1000 if one assumes that the matrix of this material is made of an homogeneous blend of PEBA and PA 12. The application of the Leibler's theory on the statistic copolymer-homopolymer blends allows an evaluation at 0. 1 in first approximation of the Flory's interaction parameter between PA 12 and PTMG monomers
Abstract FR:
Les PEBA sont des copolymères séquencés, constitués d'une succession de chaînes de polyamide 12 rigides (PA 12) et de polytétramethylène-glycol souples (PTMG. ) Leurs propriétés dépendent du rapport des masses des séquences du PA 12 sur le PTMG. Le PA 12 en cristallisant confère des propriétés élastomériques à ce thermoplastique. Morphologie Les expériences d'analyses enthalpiques différentielles (A. E. D) semblent indiquer que les séries 2000/2000 et 2000/1000 ne sont pas possibles, ce qu'il n'est pas possible d'affirmer pour 4000/1000. L'observation en microscopie électronique à transmission (M. E. T) de couches minces, colorées au tétraoxyde d'osmium (Os04)en phase vapeur, confirment clairement l'hypothèse de la non-miscibilité pour les séries 2000/2000 et 2000/1000. A l'aide d'un analyseur d'image, une méthode originale a été élaborée pour mettre en évidence la miscibilité partielle des mélanges de la série 4000/1000. La M. E. T révèle en outre une morphologie du type émulsion pour les alliages de concentration en PEBA inférieures à 20%. Pour les mélanges à 50% de PEBA 2000/2000 et 2000/1000 l'inversion de phase a pu être remarquée. La forme et la taille des domaines ont été étudiées après différents temps de séjour dans le fondu à 200°C. Une généralisation de la loi de Porod a été appliquée aux données provenant de la diffusion des rayons X aux petits angles. Les résultats de ces expériences montrent clairement que l'interface cristal amorphe est quasiment nette et que les cristallites sont de petites tailles. Propriétés Les essais en traction uniaxiale ont permis de déterminer le module d'Young des mélanges ainsi que les paramètres de la courbe élongation traction tels que la contrainte au seuil d'élasticité, contrainte et déformation à la rupture. Le modèle auto-cohérent de prédiction du module d'Young de Kerner, qui s'accorde très bien pour les séries 2000/2000 et 2000/1000 peut aussi être appliqué aux mélanges de la série 4000/1000 à condition de supposer que la matrice possède un module plus faible que le PA 12 pur donc est constituée d'un mélange homogène de PA 12 et PEBA. Les problèmes de miscibilité ont été abordés sous leurs aspects thermodynamiques. L'application de la théorie de Leibler sur les mélanges de copolymères statistiques avec un homopolymère permet en première approximation d'évaluer à 0,1 le paramètre d'interaction de Flory entre monomères PA 12 et PTMG.