Soutenance mรฉmoire
Organisation structurale des argiles
Arrangement structurale
Les feuillets dรฉcrits prรฉcรฉdemment s’associent entre eux sur la surface basale et forment ainsi des ensembles appelรฉs tactoรฏdes. Cet empilement est dรฉsordonnรฉ pour les montmorillonites, c’est ร dire que les motifs de surface ne se superposent pas d’un feuillet ร l’autre mais ils s’associent de maniรจre alรฉatoire. On parle d’ordre turbostratique. Le nombre de feuillets composant le tactoรฏde est fonction simultanรฉment de la nature des cations compensateurs, de la composition des feuillets et de leurs charges. L’espace poreux situรฉ entre les feuillets d’un mรชme tactoรฏde est appelรฉ porositรฉ interfoliaire ou intra-particulaire. Ces particules, de dimensions d’ordre de grandeur du micron, s’assemblent en agrรฉgats qui eux-mรชmes, ร plus grande รฉchelle de description, vont former des grains. On obtient un arrangement multi-รฉchelle oรน chaque niveau de description correspond ร un type de porositรฉ inter-particulairedonnรฉ (micro-mรฉso et macropore). Un schรฉma de cet arrangement est prรฉsentรฉ dans la figure10.
Application des argiles
Lโun des principaux dรฉfis actuels des chimistes consiste ร mettre au point des mรฉthodes de synthรจse moins polluantes, cโest-ร -dire concevoir des transformations chimiques propres ou ยซvertesยป.Les procรฉdรฉs de fabrication de produits chimiques ne doivent pas causer de dommages permanents ร l’environnement ou perturber l’รฉquilibre รฉcologique. Dans le cadre des efforts visant ร dรฉvelopper de nouveaux composรฉs mรฉdicamenteux, des sociรฉtรฉs pharmaceutiques et des laboratoires de recherche universitaires gรฉnรจrent รฉgalement une quantitรฉ importante de dรฉchets chimiques dangereux pour l’environnement. Depuis lโadoption,en 1990,de la loi sur la prรฉvention dela pollution, les chimistes ont tentรฉ de minimiser les dรฉchets en concevant de nouvelles mรฉthodes, respectueuses de l’environnement, pour la synthรจse de composรฉs organiques. Ce mouvement, souvent appelรฉ La ยซchimie verteยป a produit une sรฉrie de mรฉthodologies amรฉliorรฉes.Du fait des propriรฉtรฉs prรฉsentรฉes plus haut, les argiles connaissentun champ dโapplications trรจs variรฉsnotamment lโutilisation des argiles comme catalyseurs. L’activitรฉ chimique des argiles en gรฉnรฉral et de la MMT en particulier, notammentlโactivitรฉ acide de la surface de l’argile, a รฉtรฉ trรจs discutรฉe dans la deuxiรจme moitiรฉ duvingtiรจme siรจcle. Un intรฉrรชt particulier a รฉtรฉ portรฉ au mรฉcanisme par lequel le silicated’aluminium de lโargile, aprรจs sรฉchage ร des tempรฉratures modรฉrรฉes, peut initier lapolymรฉrisation de monomรจres susceptibles de se polymรฉriser par voie cationique. Il est gรฉnรฉralement admis que le sรฉchage de la MMT entraine une augmentation de lasurface acide,
Nanocomposites
Une large variรฉtรฉ de nanostructures et nanocomposites existe dรฉjร dans la nature comme lโos, les toiles dโaraignรฉe, certaines bactรฉries parviennent รฉgalement ร fabriquer des nanostructures, etc. Les nanoparticules, telles les nanotubes de carbone et les argiles, sont de plus en plus utilisรฉes ces derniรจres annรฉes. La nanoscience est l’รฉtude des atomes, des molรฉcules et des objets dont les tailles sont ร l’รฉchelle nanomรฉtrique (1-100 nanomรจtres) et consiste ร appliquer la science ร des dimensions trรจs petites. Cette science est multidisciplinaire et implique des physiciens, des chimistes et des biologistes dans l’รฉtude, la recherche et l’ingรฉnierie ร des structures de plus en plus petites. Les nanocomposites ร base de polymรจres et de silicates sont devenus un domaine trรจs รฉtudiรฉ dans les laboratoires de recherche, gouvernementaux et industriels. Ce type de matรฉriaux synthรฉtiques a รฉtรฉ brevetรฉ pour la premiรจre fois en 1950[50]. Cependant, ce type de structure a รฉtรฉ mis en รฉvidence par Toyota, au dรฉbut des annรฉes 1990, qui ont portรฉ sur la formation de nanocomposites ร base l’ฮต- caprolactame/montmorillonite par la polymรฉrisation in-situ [51-54]. D’une approche industrielle, en raison des coรปts รฉlevรฉs de dรฉveloppement, de synthรจse et de commercialisation de nouveaux polymรจres, la plupart des chercheurs รฉtudient de nouveaux matรฉriaux en renforรงant ou en mรฉlangeant des polymรจres existants, ce qui permet d’obtenir des propriรฉtรฉs sur mesure.
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Table des matiรจres Introduction Les argiles Introduction Organisation structurale des argiles Les diffรฉrents types dโargiles Phyllosilicates TO ou 1 : 1 Phyllosilicates TOT ou 2 : 1 Phyllosilicates les pseudo-phyllites oรน argiles fibreuses Phyllosilicates TOT : O ou 2 : 1 : 1 Propriรฉtรฉs dโargiles Forme et Surface spรฉcifique Taux de gonflment Capacitรฉ dโรฉchange cationique Classification des phyllosilicates planaire Arrangement structurale Application des argiles Dans la catalyse Dans la synthรจse de nanocomposites Dans la rรฉtention de mรฉtaux lourds Les nanocomposites Introduction Dรฉfinition de nanocomposite La matrice Intรฉrรชt de lโargile Structure de nanocomposites Procรฉdรฉs de mise en oeuvre de nanocomposites Principales familles de nanoparticules La dispersion des charges Les ondes ultrasoniques Les ultrasons ร faible puissance Les ultrasons ร forte puissance Interaction dโune onde ultrasonore avec un milieu liquide Effets primaires Rรฉfรฉrences Bibliographiques Maghnite activation et caractรฉrisation IIntroduction ILocalisation du gisement La Maghnite Purification et homoionisation de la Maghnite Purification de la maghnite naturelle Elimination des matiรจres solubles dans lโeau Elimination des carbonates Elimination des matiรจres organiques Homoionisation de la maghnite brute Caractรฉrisation de la maghnite sodique (Mag-Na Caractรฉrisation par diffraction des rayons X Caractรฉrisation par Infrarouge ร transformer de fourrier de la Maghnite-Na Caractรฉrisation par Microscope รฉlectroniqu ร balayage de la Maghnite-Na Caractรฉrisation par Microscope รฉlectronique ร transmission de la Maghnite-Na+ Activation acide de la Maghnite-H et de la Maghnite-Zn Caractรฉrisation de la maghnite (Mag-H) et (Mag-Zn Caractรฉrisation par diffraction des rayons X Argile organophilique Echange cationique Influence du cation compensateur Influence du type dโalkylammonium Organisation des ions alkylammonium ร la surface des feuillets Prรฉparation de la Maghnite organophile Caractรฉrisation par diffraction des rayons X Caractรฉrisation par par Infrarouge ร transformer de fourrier Propriรฉtรฉs texturales et Caractรฉrisation par la BET Caractรฉrisation par microscope รฉlectronique ร balayage Caractรฉrisation par microscope รฉlectronique ร Transimission Conclusion Rรฉfรฉrences bibliographiques Synthรจse et de Macromonomรจres rรฉticulables ร base de GMA Introduction ISynthรจse des macromonomรจres a,w-fonctionnalisรฉs partir du GMA Dโautres exemples de macromonomรจres Prรฉparation de macromonomรจres ร partir du mรฉthacrylate de Glycidyle Polymรฉrisation par ouverture de cycle du mรฉthacrylate de Glycidyle catalysรฉe par la Maghnite-H+et la Maghnite-Zn Catalysรฉe par la Maghnite-H Catalysรฉe par la Maghnite-Zn Polymรฉrisation par ouverture de cycle du mรฉthacrylate de Glycidyle en prรฉsence dโanhydride En prรฉsence dโanhydride acรฉtique En prรฉsence de lโanhydride mรฉthacrylique (AMet Conclusion Rรฉfรฉrences bibliographique Synthรจse de nanocomposites poly(GMA)/Maghnite-Organophile Introduction Matรฉriaux Composites Dispersion des charges de la Maghnite dans la matrice polymรจre Prรฉparation de nanocomposites Poly(GMA)/Maghnite-Organophile Incorporation u Poly(GMA) dans la Maghnite-organophile par ultrasons Polymรฉrisation In-situ du GMA Caractรฉrisation des nanocomposites obtenus Caractรฉrisation par diffraction des rayons X Caractรฉrisation par IRTF Caractรฉrisation par microscope รฉlectronique ร Balayage Caractรฉrisation par microscope รฉlectronique ร Transmission Caractรฉrisation par ATG Conclusion Rรฉfรฉrences bibliographiques Conclusion Gรฉnรฉrale Partie Expรฉrimentale
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