Soutenance mémoire
Organisation structurale des argiles
Arrangement structurale
Les feuillets décrits précédemment s’associent entre eux sur la surface basale et forment ainsi des ensembles appelés tactoïdes. Cet empilement est désordonné pour les montmorillonites, c’est à dire que les motifs de surface ne se superposent pas d’un feuillet à l’autre mais ils s’associent de manière aléatoire. On parle d’ordre turbostratique. Le nombre de feuillets composant le tactoïde est fonction simultanément de la nature des cations compensateurs, de la composition des feuillets et de leurs charges. L’espace poreux situé entre les feuillets d’un même tactoïde est appelé porosité interfoliaire ou intra-particulaire. Ces particules, de dimensions d’ordre de grandeur du micron, s’assemblent en agrégats qui eux-mêmes, à plus grande échelle de description, vont former des grains. On obtient un arrangement multi-échelle où chaque niveau de description correspond à un type de porosité inter-particulairedonné (micro-méso et macropore). Un schéma de cet arrangement est présenté dans la figure10.
Application des argiles
L’un des principaux défis actuels des chimistes consiste à mettre au point des méthodes de synthèse moins polluantes, c’est-à-dire concevoir des transformations chimiques propres ou «vertes».Les procédés de fabrication de produits chimiques ne doivent pas causer de dommages permanents à l’environnement ou perturber l’équilibre écologique. Dans le cadre des efforts visant à développer de nouveaux composés médicamenteux, des sociétés pharmaceutiques et des laboratoires de recherche universitaires génèrent également une quantité importante de déchets chimiques dangereux pour l’environnement. Depuis l’adoption,en 1990,de la loi sur la prévention dela pollution, les chimistes ont tenté de minimiser les déchets en concevant de nouvelles méthodes, respectueuses de l’environnement, pour la synthèse de composés organiques. Ce mouvement, souvent appelé La «chimie verte» a produit une série de méthodologies améliorées.Du fait des propriétés présentées plus haut, les argiles connaissentun champ d’applications très variésnotamment l’utilisation des argiles comme catalyseurs. L’activité chimique des argiles en général et de la MMT en particulier, notammentl’activité acide de la surface de l’argile, a été très discutée dans la deuxième moitié duvingtième siècle. Un intérêt particulier a été porté au mécanisme par lequel le silicated’aluminium de l’argile, après séchage à des températures modérées, peut initier lapolymérisation de monomères susceptibles de se polymériser par voie cationique. Il est généralement admis que le séchage de la MMT entraine une augmentation de lasurface acide,
Nanocomposites
Une large variété de nanostructures et nanocomposites existe déjà dans la nature comme l’os, les toiles d’araignée, certaines bactéries parviennent également à fabriquer des nanostructures, etc. Les nanoparticules, telles les nanotubes de carbone et les argiles, sont de plus en plus utilisées ces dernières années. La nanoscience est l’étude des atomes, des molécules et des objets dont les tailles sont à l’échelle nanométrique (1-100 nanomètres) et consiste à appliquer la science à des dimensions très petites. Cette science est multidisciplinaire et implique des physiciens, des chimistes et des biologistes dans l’étude, la recherche et l’ingénierie à des structures de plus en plus petites. Les nanocomposites à base de polymères et de silicates sont devenus un domaine très étudié dans les laboratoires de recherche, gouvernementaux et industriels. Ce type de matériaux synthétiques a été breveté pour la première fois en 1950[50]. Cependant, ce type de structure a été mis en évidence par Toyota, au début des années 1990, qui ont porté sur la formation de nanocomposites à base l’ε- caprolactame/montmorillonite par la polymérisation in-situ [51-54]. D’une approche industrielle, en raison des coûts élevés de développement, de synthèse et de commercialisation de nouveaux polymères, la plupart des chercheurs étudient de nouveaux matériaux en renforçant ou en mélangeant des polymères existants, ce qui permet d’obtenir des propriétés sur mesure.
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Table des matières Introduction Les argiles Introduction Organisation structurale des argiles Les différents types d’argiles Phyllosilicates TO ou 1 : 1 Phyllosilicates TOT ou 2 : 1 Phyllosilicates les pseudo-phyllites où argiles fibreuses Phyllosilicates TOT : O ou 2 : 1 : 1 Propriétés d’argiles Forme et Surface spécifique Taux de gonflment Capacité d’échange cationique Classification des phyllosilicates planaire Arrangement structurale Application des argiles Dans la catalyse Dans la synthèse de nanocomposites Dans la rétention de métaux lourds Les nanocomposites Introduction Définition de nanocomposite La matrice Intérêt de l’argile Structure de nanocomposites Procédés de mise en oeuvre de nanocomposites Principales familles de nanoparticules La dispersion des charges Les ondes ultrasoniques Les ultrasons à faible puissance Les ultrasons à forte puissance Interaction d’une onde ultrasonore avec un milieu liquide Effets primaires Références Bibliographiques Maghnite activation et caractérisation IIntroduction ILocalisation du gisement La Maghnite Purification et homoionisation de la Maghnite Purification de la maghnite naturelle Elimination des matières solubles dans l’eau Elimination des carbonates Elimination des matières organiques Homoionisation de la maghnite brute Caractérisation de la maghnite sodique (Mag-Na Caractérisation par diffraction des rayons X Caractérisation par Infrarouge à transformer de fourrier de la Maghnite-Na Caractérisation par Microscope électroniqu à balayage de la Maghnite-Na Caractérisation par Microscope électronique à transmission de la Maghnite-Na+ Activation acide de la Maghnite-H et de la Maghnite-Zn Caractérisation de la maghnite (Mag-H) et (Mag-Zn Caractérisation par diffraction des rayons X Argile organophilique Echange cationique Influence du cation compensateur Influence du type d’alkylammonium Organisation des ions alkylammonium à la surface des feuillets Préparation de la Maghnite organophile Caractérisation par diffraction des rayons X Caractérisation par par Infrarouge à transformer de fourrier Propriétés texturales et Caractérisation par la BET Caractérisation par microscope électronique à balayage Caractérisation par microscope électronique à Transimission Conclusion Références bibliographiques Synthèse et de Macromonomères réticulables à base de GMA Introduction ISynthèse des macromonomères a,w-fonctionnalisés partir du GMA D’autres exemples de macromonomères Préparation de macromonomères à partir du méthacrylate de Glycidyle Polymérisation par ouverture de cycle du méthacrylate de Glycidyle catalysée par la Maghnite-H+et la Maghnite-Zn Catalysée par la Maghnite-H Catalysée par la Maghnite-Zn Polymérisation par ouverture de cycle du méthacrylate de Glycidyle en présence d’anhydride En présence d’anhydride acétique En présence de l’anhydride méthacrylique (AMet Conclusion Références bibliographique Synthèse de nanocomposites poly(GMA)/Maghnite-Organophile Introduction Matériaux Composites Dispersion des charges de la Maghnite dans la matrice polymère Préparation de nanocomposites Poly(GMA)/Maghnite-Organophile Incorporation u Poly(GMA) dans la Maghnite-organophile par ultrasons Polymérisation In-situ du GMA Caractérisation des nanocomposites obtenus Caractérisation par diffraction des rayons X Caractérisation par IRTF Caractérisation par microscope électronique à Balayage Caractérisation par microscope électronique à Transmission Caractérisation par ATG Conclusion Références bibliographiques Conclusion Générale Partie Expérimentale
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