Enjeux




Contexte

  • Les mélanges de polymères représentent un marché d’environ 40 milliards de dollars, qui croît annuellement de 4,4 % [1]. Ces mélanges sont utilisés dans de nombreux secteurs de l’industrie, tels que l’emballage, les transports et la construction. Comme ils peuvent remplacer certains alliages métalliques, ces nouveaux mélanges peuvent réduire le poids des véhicules et en améliorer l’aérodynamique. Ils peuvent aussi représenter une solution intéressante pour le recyclage des matériaux polymériques.

  • Les nanocomposites à matrices polymériques sont constitués d’une matrice polymérique dans laquelle sont distribuées des particules dont la taille varie de 1 à 100 nm. Au cours des dernières décennies, ces matériaux ont connu un intérêt croissant. Leur marché représente une croissance économique d’environ 20 % [1] par an. Au nombre des matériaux dispersés dans les matrices polymériques pour en améliorer les propriétés mécaniques, diélectriques et conductrices, on retrouve :
    • les argiles;
    • les dérivés de carbone, dont :
      • les nanotubes de carbone;
      • le graphène;
    • les oxydes;
    • les nitrures;
    • les nanocristaux de cellulose.



Défis 

  • Il est très difficile de disperser des nanoparticules dans des thermoplastiques par voie de plasturgie classique. Comme elles sont agglomérées, ces nanoparticules peuvent difficilement être dispersées sans recourir à des solvants.

  • Les mélanges et les nanocomposites sont utilisés pour mettre en forme des objets. Il est donc essentiel de comprendre l’évolution de la morphologie ou de l’état de dispersion des nanoparticules au cours de cette étape. Pour y parvenir, il faut donc étudier le comportement rhéologique des polymères intégrant ces matériaux.

  • Les propriétés mécaniques des biopolymères sont bien souvent inférieures à celles des thermoplastiques issus des ressources fossiles. Comme ces biopolymères ne possèdent pas les caractéristiques rhéologiques adéquates, leur mise en forme par des procédés de plasturgie classique est difficile. L’obtention de mélanges ou de nanocomposites à base de ces polymères pourrait résoudre ce problème.

  • L’utilisation de techniques, comme l’électrofilage, pour obtenir des fibres nanométriques à partir de nanocomposites ou de mélanges peut se solder par des propriétés inattendues.

[1] Source : http://www.bccresearch.com/market-research/plastics, consulté le 17/04/2014