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Article

1 - QU’EST-CE QU’UN NANOCOMPOSITE ?

  • 1.1 - Nanocomposites à matrice polymère
  • 1.2 - Travaux originels

2 - ARGILES

3 - STRUCTURE DES NANOCOMPOSITES

4 - PROPRIÉTÉS DES NANOCOMPOSITES

5 - APPLICATIONS DES NANOCOMPOSITES

  • 5.1 - Propriétés barrière
  • 5.2 - Propriétés de retard au feu
  • 5.3 - Propriétés structurales
  • 5.4 - Limitations et enjeux

6 - DONNÉES ÉCONOMIQUES

Article de référence | Réf : NM3050 v1

Données économiques
Nanocomposites polymères/silicates en feuillets

Auteur(s) : Jean-Michel GLOAGUEN, Jean-Marc LEFEBVRE

Date de publication : 10 janv. 2007

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Sommaire

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RÉSUMÉ

Un nanocomposite est un matériau qui combine deux phases aux propriétés différentes et dont la phase de renfort présente une dispersion de taille nanométrique. Cet article, consacré principalement aux nanocomposites à matrice polymère, s’attache à détailler les différents aspects de ces matériaux. Les propriétés de ces matériaux sont très influencés par le degré de mélange entre la matrice organique et la phase inorganique, souvent une charge minérale. La propriété de l'argile à interagir fortement avec les espèces chimiques présentes dans une solution auqueuse est grandement exploitée. La structure (morphologie, élaboration), les propriétés thermiques et mécaniques et enfin les différentes applications des nanocomposites sont largement détaillées.

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ABSTRACT

A nanocomposite combines two phases with different properties and its reiforcement phase presents a dispersion in the nanometric size. This article , mainly dedicated to nanomaterials with a polymer matrix, describes the different aspects of tehse materials. Their properties are extremely influenced by the level of mixture between the organic matrix and the inoganic phase, which is often a mineral load. The capacity of clay to interact significantly with the chemical species present in an aqueous solution is largely exploited. The structure (morphology, elaboration) of thermal and mechanical properties as well as the various applications of nanocomposites are detailed in depth.

INTRODUCTION

Un matériau nanocomposite est un matériau biphasé dont la phase de renfort présente une dispersion de taille nanométrique. Dans ce dossier, seuls les nanocomposites à matrice polymère sont considérés. Leurs structure, propriétés et applications y sont successivement présentées.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-nm3050


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6. Données économiques

6.1 Dépenses

Les nanotechnologies, au sens général du terme, représentent aujourd'hui un véritable enjeu économique. Les efforts financiers des pays tels que les États-Unis, le Japon et l'Union européenne sont, dans ce domaine, en forte croissance depuis la fin des années 1990. Le soutien public aux nanotechnologies, tous pays confondus, représentait 3,5 milliards d'euros en 2003. Il croît à un rythme de 40 % par an. Les États-Unis ont développé de nombreuses initiatives en faveur des nanotechnologies et le gouvernement fédéral devrait débourser cette année environ 790 millions d'euros au titre de la R&D en nanotechnologies. Les dépenses publiques du Japon et de l'Union européenne sont maintenant quasi identiques à celles réalisées par le gouvernement américain. Cependant, le total des dépenses publiques et privées aux États-Unis représenterait 1/3 du total des dépenses mondiales, estimées à 7,1 milliards d'euros en 2005 (contre 6,6 milliards d'euros en 2004).

Les nanomatériaux, et plus particulièrement les nanocomposites, ont largement profité de cette évolution. Ils ont su trouver des niches de plus en plus nombreuses, essentiellement en tant que matériaux de structure. Plus de 600 brevets ont été déposés au cours de ces 20 dernières années (figure 26).

Les nanocomposites à matrice polymère représentent la catégorie prédominante de ces matériaux en termes de nombre de brevets (figure 26), avec environ 425 dépôts, dont 78 % le sont par des industries, plus particulièrement intéressées par les matrices polymères renforcées de nanotubes de carbone qui permettent, notamment, d'obtenir des matériaux à la fois légers et solides (par exemple : pare-chocs, carènes, fuselage...). Les matrices renforcées par des nanoparticules d'argile arrivent en 3e position. La majorité de ces brevets est pour l'instant consacrée aux procédés de fabrication. Seulement 24 % d'entre eux concernent les aspects applicatifs, mais ce chiffre est en nette augmentation.

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6.2 Marchés

La commercialisation des composites polymères argile prend un peu de retard en raison de leur coût de fabrication...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - UTRACKI (L.A.) -   Rheology of multiphases systems.  -  In Rhelogical Fundamentals of Polymer Processing, Covas (J.A.), Agassant (J.F.), Diogo (A.C.), Vlachopoulos (J.), et Walters (K.), éds., p. 113-137, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht (1995).

  • (2) - JETHMAHANI (J.M.), FORD (W.T.) -   *  -  Chem. Mater., no 8, p. 2138 (1996).

  • (3) - PU (Z.) -   *  -  Chem. Mater., no 9, p. 2442 (1997).

  • (4) - MALONEY (W.T.) -   Clay product and process of preparing some.  -  US Pat., 2, 158, 987, Appl. 1934, to Georgia Kaolin Co, 16 mai 1939.

  • (5) - CARTER (L.W.), HENDRICS (J.G.), BILLEY (D.S.) -   Elastomer reinforced with a modified clay.  -  US Pat., 2, 531, 396, Apl. 29.03.1947, to National Lead Co, 28 nov. 1950.

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  • ...

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