Talcos sintéticos aplicados como carga em nanocompósitos de poliuretano

Résumé : Les polyuréthanes englobent plusieurs segments industriels et sont uttilisés dans les revêtements, les adhésifs, les mousses, les fibres, les thermoplastiques. Leurs propriétés ne peuvent être adaptées à leurs application qu'en modifiant leurs processus de synthèse et les réactifs utilisés. Dans ce contexte, les nanocomposites polymères se distinguent, car avec de petites quantités de charges, des changements dans les propriétés des polymères sont observés. L'ajout de talc naturel et / ou synthétique comme charge dans la production de nanocomposites permet d'obtenir des matériaux présentant des propriétés thermiques et mécaniques supérieures à ceux chargés avec d’autres charges. Dans ce travail, été étudiée l'interaction et l'incorporation de trois poudres synthétiques de talc préparées par différents traitements hydrothermaux dans des dispersions aqueuses de polyuréthane. Les matériaux composites obtenus ont été caractérisés par DRX, TEM, BET, FTIR, DSC, TGA, GPC, DMTA, AFM et MEB-FEG. Ces nanocomposites issus des dispersions aqueuses de polyuréthane ont montré une bonne dispersion de la charge même en présence de grandes quantités de talc synthétique. Les propriétés mécaniques ont ainsi été améliorées. De plus, des nanocomposites de polyuréthane ont été obtenus par utilisation de talc naturel et de talcs synthétiques fonctionnalisés par du chlorure de berbiérine (agent fluorescent) par mélange physique. Ces nanocomposites de polyuréthane fluorescents ont montré une bonne dispersion de la charge au sein de la matrice polymère. Les nanocomposites produits avec les talcs synthétiques fluorescents, comparés au talc fluorescent naturel, indiquent une meilleure émission de fluorescence. L'utilisation de talcs synthétiques fluorescents a ainsi permis de fabriquer des matériaux aux propriétés thermiques et mécaniques améliorées. Une autre étude réalisée avec des talcs synthétiques a présenté la synthèse de nanocomposites ternaires à l'aide de deux talcs synthétiques obtenus par différents procédés de traitement hydrothermal et une argile commerciale, en faisant varier les proportions de talc synthétique/argile commerciale. Les résultats ont été comparés aux nanocomposites binaires. Les charges ont montré une bonne dispersion (exfoliation) et les propriétés mécaniques et thermiques sont meilleures que celle des nanocomposites binaires. Les deux charges influencent l'augmentation significative du module de Young par rapport au polymère pur. Enfin, des talcs synthétiques ont été produits dans le but d'utiliser les talcs synthétiques non seulement comme charge mais aussi comme catalyseur pour la réaction de polymérisation. Le talc synthétique a été utilisé comme i) comme catalyseur lors de la réaction de polymérisation (dont l’activité catalytique sera comparée à un catalyseur commercial comme les sels d’étain tel que le DBTDL), et ii) comme agent de renforcement des nanocomposites formés. Les dispersions aqueuses ont été préparées en utilisant 0.5%, 1% et 3% en masse de talc synthétique en comparaison avec une dispersion aqueuse de polyuréthane pure. La structure des matériaux analysés par FTIR a montré qu'il est possible de synthétiser une dispersion aqueuse de polyuréthane en utilisant du talc synthétique comme catalyseur et qu’il existe des liaisons hydrogènes entre la matrice de polyuréthane et le talc synthétique qui apparait bien dispersé dans la matrice. Les propriétés thermiques et mécaniques des nanocomposites ont ainsi été améliorées avec l’ajout des talcs synthétiques. Les talcs synthétiques utilisés comme catalyseur / charge ont donné naissance à des nanocomposites dotés de propriétés thermiques et mécaniques supérieures, qui constituent un nouveau moyen d’utiliser les talcs synthétiques pour obtenir des matériaux multifonctionnels.
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Contributor : Guilherme Dias <>
Submitted on : Sunday, June 2, 2019 - 4:14:47 PM
Last modification on : Wednesday, June 12, 2019 - 1:17:01 AM

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Guilherme Thomas Gereveni Dias. Talcos sintéticos aplicados como carga em nanocompósitos de poliuretano. Chemical Sciences. Pontificia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - PUCRS; Université Toulouse 3 - Paul Sabatier, 2019. Portuguese. ⟨tel-02145370⟩

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