Bibliographie & annexes
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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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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.
Auteur(s)
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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Propriétés des nanocomposites3. Structure des nanocomposites
3.1 Morphologie des nanocomposites
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Suivant la méthode envisagée pour l'élaboration, la nature de l'argile utilisée (organiquement modifiée ou non) ou encore la matrice polymère, il est possible d'obtenir principalement trois types de structures différentes.
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Un premier type correspond à la structure d'un polymère chargé conventionnel (microcomposite), dans lequel l'argile n'est dispersée au mieux que sous forme de particules primaires ou encore d'agglomérats (figure 4a ) et le polymère ne s'intercale pas entre les feuillets d'argile.
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La première structure typique des nanocomposites est la structure dite intercalée (figure 4b ). Dans ce cas, l'argile est dispersée sous forme d'empilements de plaquettes plus ou moins interconnectées appelés tactoïdes. Les chaînes de polymère pénètrent entre les feuillets d'argile provoquant une extension de l'espace interfoliaire, tout en préservant l'empilement régulièrement ordonné de l'argile.
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Enfin, lorsque les feuillets d'argile sont complètement et uniformément dispersés dans la matrice polymère, on parle alors d'une structure exfoliée ou délaminée (figure 4c ). L'empilement régulier disparaît pour donner une structure ne présentant aucun ordre à l'échelle locale. Cette dernière morphologie est la plus intéressante car elle permet d'avoir une interaction maximale entre les feuillets d'argile et la matrice polymère ; la quasi-totalité de la surface d'interfaces est concernée.
Pour visualiser la morphologie des nanocomposites deux outils sont couramment utilisés : la diffraction des rayons X (DRX) et la microscopie électronique en transmission (MET). Ils fournissent des informations complémentaires sur la dispersion des argiles au sein de la matrice polymère.
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La diffraction des rayons X (DRX) est particulièrement adaptée à l'étude des structures intercalées. La position du pic de diffraction du plan basal [001] d'empilement des feuillets donne une évaluation directe de l'espacement entre feuillets d 001. Le gonflement de l'argile par la matrice polymère se traduit alors par un déplacement du pic de diffraction attribué aux plans [001] vers les petits...
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Structure des nanocomposites
BIBLIOGRAPHIE
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