Stabilité des écoulements stratifiés en coextrusion : étude multi-échelle du rôle de l'architecture du copolymère aux interfaces

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience; Le procédé de coextrusion permet de combiner à l'état fondu plusieurs couches de polymères dans une même structure. La compatibilisation des différentes couches est généralement réalisée à l'aide de liants qui réagissent in-situ. Bien que la compatibilisation puisse permettre de réduire ou même supprimer les instabilités macroscopiques d'écoulement, un nouveau défaut dit « granité » peut apparaitre. Très peu de travaux de la littérature ont été dédiés aux mécanismes qui gouvernent ce défaut. Les phénomènes mis en jeu sont particulièrement complexes puisqu'ils impliquent de façon couplée des phénomènes hydrodynamiques via l'écoulement et la rhéologie des différentes couches et physico-chimiques via la diffusion et la réaction chimique des polymères aux interfaces. La stabilité de ces écoulements stratifiés résulte d'un couplage de phénomènes qui se produisent à différentes échelles : nano (réaction de copolymérisation), micro (interphase) et macro (écoulement). L'étude a été réalisée sur des systèmes non-réactifs et réactifs constitué d'une couche barrière, polyamide 6 (PA6) ou poly(éthylène-co-alcool vinylique) (EVOH), avec un polypropylène (PP) ou un polypropylène greffé anhydride maléique (PP-g-AM). Le défaut « granité » a été mis en évidence en coextrusion. Les paramètres procédés et matériaux influençant son apparition ont été identifiés. Le comportement rhéologique en cisaillement et élongation se révélait très sensible à l'effet de l'architecture moléculaire du copolymère généré aux interfaces. Le phénomène de compatiiblisation a également été étudié via les caractérisations morphologiques (MET, MEB, AFM) et physico-chimiques (XPS, FTIR) aux interfaces. Cette étude a permis de déterminer les propriétés intrinsèques de l'interphase en fonction du copolymère formé à l'interface entre le liant et le PA6 ou l'EVOH et de les corréler aux défauts macroscopiques observés dans les films multicouches coextrudés.