Polymères : approches des mécanismes de formations des membranes
 
Université J. Fourier, Grenoble I, Laboratoire de Spectrométrie Physique.
Mon, Oct. 13th 2008, 11:00
Bât. C5 P.421A, CEA-Grenoble
La maîtrise des textures poreuses hautement sélectives et de faible encombrement fait l’objet aujourd’hui de recherches permanentes ; permettant la microfiltration d’objets de tailles supérieures à 0.3 m (bactéries…) ou l’ultrafiltration, tailles allant de 1 à 100 nm (protéines…), elles assurent aussi les purifications chimique, biochimique ou médicale. Après la mise en solution d’un polymère, la formation d’une membrane résulte de processus qui font progressivement passer celui-ci à l’état de milieu solide discontinu, en général alvéolaire et parfois présentant des doigts de gants. Deux processus dynamiques sont mis en jeu : la démixtion puis la transition vitreuse ; la démixtion conduit à une micro-séparation de phases : la micro-phase locale riche en polymère amorce la structure membranaire et la micro-phase riche en solvant prépare la formation des pores. La démixtion peut être provoquée de 2 façons. a) Par l’immersion rapide de la solution polymère dans un bain (eau ou alcool) qui est à la fois très mauvais solvant du polymère mais aussi très miscible avec le solvant formant la solution ; un choc osmotique est créé : il génère, le long de l’interface solution-bain, une instabilité donnant naissance à un processus de digitation qui sera évoqué ici à partir du courant initial de sortie du solvant. Relation entre la mobilité initiale du solvant et la distribution statistique des doigts de gants. b) La démixtion peut être aussi provoquée de façon lente par la simple mise en contact de la solution avec une atmosphère humide contrôlée. Dans les deux cas, l’approche du mécanisme de formation d’une membrane requiert la description du processus d’invasion de la solution par l’eau. L’intérêt est porté ici sur cette invasion qui contrôle ensuite les cinétiques de nucléation et de croissance. . Le thème des membranes sera abordé après avoir rappelé quelques propriétés de base de la matière molle polymère, formée par les longues chaînes organiques, véritables filaments enchevêtrés dont la longueur peut atteindre quelques micromètres mais dont le diamètre ne dépasse pas le nanomètre.
Contact : Said SADKI

 

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