Flexible nano-filler polymer composites: mechanical and electrical properties.
Composites à matrice polymère et nano-renforts flexibles : propriétés mécaniques et électriques.
Résumé
This work deals with the processing, the microstructural characterisation, and the macroscopic properties of high aspect ratio nanofibre filled polymer nanocomposites. By studying two types of fillers (carbon nanotubes and cellulose nanofibrils) with two different routes for composite processing, this study allows to understand the effect of nanofibre entanglements and of fibre-fibre interactions on the composite properties. Mechanical properties at small and large deformation, and, in the case of carbon nanotubes filled materials, electrical properties were investigated. A modelling approach based on fibre discretization in a representative volume, allowed to discuss the influence of fibre tortuosity and of fibre-fibre contact electrical properties on electrical percolation.
Cette thèse porte sur la mise en œuvre, la caractérisation microstructurale et l'étude des propriétés macroscopiques de matériaux nanocomposites à matrice polymère (un latex filmogène) renforcée par des nanofibres flexibles à haut facteur de forme. En étudiant deux types de renforts (les nanotubes de carbone et les nanofibrilles de cellulose) et en utilisant deux procédés différents pour l'élaboration des composites, ce travail a permis de mieux comprendre le rôle que jouent les enchevêtrements entre nanofibres et la nature de leurs interactions dans ce type de matériaux. Les propriétés mécaniques aux faibles et grandes déformations, et, dans le cas des renforts nanotubes de carbone, les propriétés élecriques ont été analysées. Une approche de modélisation basée sur la discrétisation des fibres dans un volume représentatif, a permis de discuter l'influence de la tortuosité des fibres et des propriétés électriques des contacts entre fibres sur la percolation électrique.
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