Laboratoire d Ingénierie des Matériaux Polymères (IMP)

Dimension: px

Commencer à balayer dès la page:

Download "Laboratoire d Ingénierie des Matériaux Polymères (IMP)"

César Paquin
il y a 8 ans
Total affichages :

1 Laboratoire d Ingénierie des Matériaux Polymères (IMP) Sébastien Livi Maître de Conférences IMP@INSA

2 IMP Ingénierie des Matériaux Polymères Directeur UMR: Prof. Ph Cassagnau 3 sites IMP INSA Lyon, Villeurbanne Prof. Etienne FLEURY Université Claude Bernard Lyon 1 POLYTECH Villeurbanne Prof. Philippe CASSAGNAU Université Jean Monnet, Saint- Etienne Prof. Christian CARROT

Etienne FLEURY Université Claude Bernard Lyon 1 POLYTECH Villeurbanne

3 IMP Ingénierie des Matériaux Polymères Autres plateformes de l IMP INSA Oyonnax Mise en œuvre des polymères Rapid Prototyping Injection Extrusion Co-extrusion Rotomolding Cabine peinture, revêtements Institut Joliot Curie ENS Lyon Hôtel à Projets Chimie-Physique- Biologie Architectures macromoléculaires pour l imagerie en infectiologie (2-photon microscopy)

peinture, revêtements Institut Joliot Curie ENS Lyon Hôtel à Projets Chimie-Physique-

4 Nombre d'articles L IMP en quelques chiffres Personnels 250 personnes 81 permanents Projets publications et 30 brevets Europe 4 FUI/ADEME 17 Autres 10 Industie: IF>5 3<IF<5 IF<3 ANR/Région 21 Budget de l IMP 6.5 M

Europe 4 FUI/ADEME 17 Autres 10 Industie: 51 80 60 40 20 0 55 3 6 14 30 5 32 23 32

5 Politique et objectifs scientifiques. Core-Lab scientific expertises. Scientific projects combining this core expertises Chimie Et chimie macromoléculaire Physique des polymères Mise en œuvre et rhéologie

6 Ingénierie des Matériaux Polymères Structuration scientifique par pôle d excellence 1-Chimie des polymères 2-Structure et rhéologie des polymères-procédés & simulation 3-Propriétés physiques et polymères de fonction(s) 4-Matériaux polymères à l interface avec les sciences de la vie Activités expérimentales par Plateformes RMN (ICL) Chromatographie liquide (C2P2/ICL) Analyses thermiques Rhéologie et viscoélasticité Procédés de mise en œuvre et mise en forme Caractérisation de Propriétés Spécifiques des Polymères Revêtements et coating Procédés de synthèse et modification chimique des polymères (C2P2) Présentation par enjeux sociétaux Recyclage des matériaux polymères Matériaux pour l'energie Procédés bas carbone et éco-efficients Matériaux Naturels et bio-sourcés Revêtement et Surfaces fonctionnelles Matériaux Polymères pour la santé Allègement des structures Ingénierie des Matériaux Polymères

Rhéologie et viscoélasticité Procédés de mise en œuvre et mise en forme Caractérisation de Propriétés Spécifiques des Polymères Revêtements et coating Procédés de synthèse et modification chimique

7 1-CHIMIE DES POLYMERES OUTILS SPECIFIQUES Pilot Reactor for Polyesters Synthesis (8.5L, 290 C, 7bars) Twin screw extruders, =16, 21, 27, 34 mm (L/D=35, 40, 60; N=1200rpm) Pilot Reactor for Polyamides Synthesis (1L, 350 C, 50 bars)

8 2- Structure et Rhéologie des Polymères: Procédé et Modélisation OUTILS SPECIFIQUES Combined Di-electric & Rheology Combined X-Ray & shear (ESRF) Co-extrusion die Shear device cell

9 3-Propriétés physiques et fonctionnelles des polymères SPECIFIC TOOLS Broad Band Dielectric Spectrometer Dynamic Vapor Sorption Permeation Device

10 3-Propriétés physiques et fonctionnelles des polymères OUTILS SPECIFIQUES

11 3-Propriétés physiques et fonctionnelles des polymères CHIMIE PHYSICO-CHIMIE PROCEDES PROPRIETES MECANIQUES PROPRIETES ELECTRIQUES & DIELECTRIQUES PROPRIETES DE TRANSPORT

12 3-Propriétés physiques et fonctionnelles des polymères Thématique#1-Les Matériaux Ioniques Thématique#2-Les Réseaux Thermodurcissables Thématique#3-Les Matériaux Nanocomposites Thématique #4-Les Matériaux Composites Thématique#5-Les Matériaux pour l Energie Thématique#6-Les Matériaux Recyclés

Thématique#3-Les Matériaux Nanocomposites Thématique #4-Les Matériaux

13 1-Matériaux ioniques «Générer des structurations différentes en introduisant des domaines ioniques» 1-LES LIQUIDES IONIQUES 2-LES IONOMERES + - a) Agent modifiant des charges lamellaires Compatibilisant des mélanges TP (PP/PA-PBAT/PLA- PET/Elastomère) HO 3 S * SO 3 H O CF 3 O O O CF 3 Membranes 3PR, 1DR, 1CR, 3MCF,1IR GDR LIPs (2013) CF 3 O O * CF 3 Agent (nano)structurant des polymères (E/A, Fluorés, PLA, PS, PBAT)

des mélanges TP (PP/PA-PBAT/PLA- PET/Elastomère) HO 3 S * SO 3 H O CF 3 O O O CF 3 Membranes 3PR, 1DR,

TM-POSSOH-Al DM-POSSOH-Al DGEBA +diamine DGEBA +diamine + POSS 2-Matériaux thermodurcissables 1-Les Réseaux multifonctionnels Réseaux hybrides O/I amélioration de la résistance au feu

5 μm Test UL94 NH NH 2 NH NH NH 2 NH NH NH 2 NH NH NH 2 NH C 22 2c C 22 3c Polym.

14 TM-POSSOH-Al DM-POSSOH-Al DGEBA +diamine DGEBA +diamine + POSS 2-Matériaux thermodurcissables 1-Les Réseaux multifonctionnels Réseaux hybrides O/I amélioration de la résistance au feu Microparticules époxy fonctionnalisées amine Réseaux ioniques MeO NaRI R'I HN NNN N RRRI - Na 330 nm R=C 18 2a3a R' =C 18 C 18 2b C 2 3b 0.5 μm 0.5 μm Test UL94 NH NH 2 NH NH NH 2 NH NH NH 2 NH NH NH 2 NH C 22 2c C 22 3c Polym. Degradation and stability, 94, (2009) 2-Les Réseaux Biosourcés monodispersées : 4 µm < F < 8 µm 40 C < Tg < 160 C US , 2014 Polymer,54, (2013) à partir de monomères biosourcés (époxy, diol, acrylate) atteindre un même niveau de performances que réseaux pétrosourcés DGEDAS DSC : réactivité isosorbide Polymer, 52, (2011).

de la charge -Grafting onto -Echange cationique -Adsorption physique -A l état liquide -En milieu CO 2 sc -A l état fondu -Microscopies -Grands instruments -Rhéologie JCIS (2013) 403, 29-42 Analyser

15 J.L (Ethanol flux ( mmol.cm.cm -2.s -1 )) Permeability (Barrer) Permeability (Barrer) 3-Matériaux nanocomposites Nature et forme Adapter le compromis rigidité/plasticité moduler les propriétés interfaciales pour ajuster la dispersion de la charge -Grafting onto -Echange cationique -Adsorption physique -A l état liquide -En milieu CO 2 sc -A l état fondu -Microscopies -Grands instruments -Rhéologie JCIS (2013) 403, Analyser les mécanismes de conduction modélisation de la conductivité génération in situ de NC Exploiter les très faibles taux de MMT bimétalliques, alliages améliorer les propriétés barrière et les rendre adapter les propriétés de non dépendantes des conditions d élaboration diffusion/interaction selon les des films ,00 gaz J. Polym. Sci., 52, (2014) 0,10 0,01 O 2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,E-06 Activity Patent (2013) 1,E-07 1,E-08 1,E-09 EtOH Volume fraction of ethanol in the feed part (%) H 2 O 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Activity J. Membr. Sci., 456, (2014) dc.[s/cm] Epoxy/0.1CNT VRH1-D+VRH3-D fitting VRH1-D simulation VRH3-D simulation T.[K] Carbon, (2014)

H O 4-Matériaux composites Chimie des matrices Thermoplastiques Physico-chimie des interfaces Composites multifonctionnels Localisation de phases ou d

H 2 C H 3 C O C H 2 C H 3 O C H C C H 2 H 2 O Formulations adaptées au procédé RTM, RIM, SMC, prepreg Enroulement filamentaire JCIS 430 61 68 (2014)

16 H O 4-Matériaux composites Chimie des matrices Thermoplastiques Physico-chimie des interfaces Composites multifonctionnels Localisation de phases ou d objets nano à des endroits stratégiques Thermodurcissables Approches micromécaniques Interphase forte H 2 C O H C C H 3 C O C H 2 C H 3 Hybrides O H C C H 2 C H 3 C O C H 2 C H 3 O C H C C H 2 H 2 O Formulations adaptées au procédé RTM, RIM, SMC, prepreg Enroulement filamentaire JCIS (2014) Mécanismes d Adhésion À l origine du collage/soudage G c 2 3 Eh a C 3 Thermochimica Acta (2014) G C = fct (M w,, Ra ) et fct ( T, P, tps)

17 5-Matériaux pour l énergie 1-Production et récupération d énergie Conversion d énergie électrique en énergie calorique : via le contrôle de la (nano)structuration de polymère diélectrique. Conversion d énergie mécanique en énergie électrique via l élaboration d électrodes conductrices hautement déformables Applied Physics Letters, (2013) 2-Transport d énergie Institut Transition énergétique Supergrid Etude du vieillissement électrique et électrothermique des câbles HVDC en polyéthylène réticulé. Impact de la structure chimique sur les propriétés électriques des vernis d isolation (PAI-PEI) dans les moteurs en conditions extrêmes (400 C-2H). 3-Stockage d énergie Elaborer un matériau diélectrique à forte permittivité par une structuration en volume ou en surface

Transition énergétique Supergrid Etude du vieillissement électrique et électrothermique des câbles HVDC en polyéthylène réticulé.

18 6-Matériaux recyclés «Valoriser des mélanges imparfaitement triés en recherchant des couples procédé-formulation pertinents pour optimiser les propriétés des matériaux recyclés» 1-Par addition de compatibilisants non réactifs *Copolymères Renforcement dû à la formation d une interphase riche en copolymère mpe, *Charges PES (2013) doi Brevet FR et w Par addition de compatibilisants réactifs Par irradiation gamma qui permet de générer des radicaux suffisamment stables pour se recombiner et générer des copolymères in situ aux interfaces des mélanges de polyoléfines. Formation de copos PP-PE

19 Ingénierie moléculaire et macromoléculaire Radicalaire, Polycondensation supramoléculaire Chimie des Surfaces et des Interfaces Nano-objets Surfaces planes fonctionnelles Surfaces divisées fonctionnelles Rhéologie, écoulement structuration Dynamique moléculaire Polymère enchevêtrés, polymères chargés & suspensions Morphologie et nanostructuration Liquides ioniques Energie et transports Allègement des structures Composites, nanomousses, Matériaux ioniques Réseaux thermodurcissables Environnement Recyclage et matériaux recyclés Polymérisation Modification chimique Polymères naturels (polysaccharides) Polymères biosourcés Biohybrides Procédés de polymérisation Pilotes Polyester et PA Procédés réactifs Extrusion réactive Chimie à l état fondu, sol-gel le renforcement en volume et en surface diffusion/interactions des petites mobilités segmentaires transports électroniques et ioniques Santé Bio-imagerie et la thérapie anti cancéreuse Leurres des systèmes biologiq Ingénierie tissulaire Ingénierie des Matériaux Polymères

Allègement des structures Composites, nanomousses, Matériaux ioniques Réseaux thermodurcissables Environnement Recyclage et matériaux recyclés Polymérisation Modification chimique Polymères naturels

20 MERCI DE VOTRE ATTENTION 20

Documents pareils

Mise en Forme des Matériaux Polymères Polymer Processing. Philippe Cassagnau

Mise en Forme des Matériaux Polymères Polymer Processing Philippe Cassagnau Que dit Internet? http://mediamef.utt.fr Mise en forme des polymères: Approche thermomécanique de la plasturgie ANTEC, the plastic