Etude du SIS-22%, du SIS-14% et du M52N

Etude du SIS-22%

Ce chapitre est consacré à l’étude du SIS-22%, du SIS-14% et du M52N. Les deux premiers matériaux sont très proches du SIS-17% : mêmes motifs, même Mn et Ip faible, même morphologie initiale,… seul le ratio S/I diffère. Cependant, cette modification de ratio engendre un changement des températures de transitions. En se basant sur notre expérience du SIS-17%, nous allons étudier le comportement sous cisaillement de ces deux copolymères. Cependant, comme nous l’avons vu au chapitre II, le SIS-22% possède une orientation à l’état initial. Nous étudierons donc la possibilité de réorientation sous cisaillement. Concernant le SIS-14%, la température de transition ordre-ordre est relativement faible. Ce copolymère va donc être étudié sous cisaillement à des températures proches de la TOOT. Enfin le M52N est un copolymère très différent des précédents. Il possède une morphologie initiale LAM. Son comportement sous cisaillement va également être analysé. Le SIS-22% est un copolymère triblocs PS-b-PI-b-PS d’architecture similaire au SIS- 17%. Il contient une fraction en styrène plus importante mais présente quand même une morphologie initiale HEX. La caractérisation de ce matériau a mis en évidence un changement de comportement notable par rapport au SIS-17%. En effet, les températures de transitions apparaissent proches ou supérieures à la température de dégradation du copolymère. Par conséquent, il s’est avéré impossible d’effacer complètement l’histoire thermomécanique du matériau. A la manière du SIS-17%, les échantillons utilisés dans cette étude sont des pastilles mise en forme, à partir de granulés, grâce à une presse à 190 °C. Or, à cette température et sous la contrainte mécanique appliquée par la presse, la structure du SIS-22% est partiellement orientée. Les échantillons ne seront donc pas initialement isotropes. Dans cette partie nous allons étudier la structuration du matériau par STS puis par LAOS. La rhéologie, la microscopie optique à lumière polarisée (POM) et le SAXS restent les méthodes privilégiées pour l’étude de la structuration des cylindres.

Recherche préliminaire de la température d’étude

Lors de la caractérisation du SIS-22%, une certaine modification de l’orientation initiale a été observée sans sollicitations extérieures à partir de 150 °C. La borne supérieure choisie est de 200 °C, température au-delà de laquelle l’isoprène réticule thermiquement. Le SIS-22% présente une morphologie HEX et la structuration correspond à un alignement des cylindres dans la direction du cisaillement Sd. Afin de déterminer une gamme de température pour laquelle le SIS-22% se structure, le couplage rheo-POM est utilisé. Un cisaillement simple de type short-time-shearing (STS) à une vitesse de 1s-1 est appliqué durant 30 s au SIS-22% à différentes températures. L’intensité transmise en fonction du temps à 160 °C ; 180 °C et 210 °C est tracée sur la Figure V.1. A une température de 160 °C, l’intensité transmise augmente lors de l’application du STS. Cela résulte de l’augmentation de la biréfringence du matériau que l’on interprète comme étant un alignement des cylindres dans la direction du cisaillement. Cependant, à l’arrêt du cisaillement l’intensité tombe brutalement à une valeur inférieure à la valeur avant STS. Non seulement la structure formée par le STS n’est donc pas conservée, mais l’alignement partiel induit par la mise en forme sous presse à chaud est réduit. L’évolution de l’intensité à 180 °C est caractéristique du comportement du matériau sur la gamme 170 °C ; 200 °C. Durant le STS, l’intensité augmente en trois phases : une première augmentation suivie d’une diminution puis d’une seconde augmentation. A l’arrêt du STS, l’intensité va légèrement diminuer puis se stabiliser. Au final l’intensité transmise a augmenté. Nous interprétons ce résultat par un alignement des cylindres suivant Sd. Cependant, à ce stade de l’étude, nous ne pouvons pas expliquer la variation irrégulière de l’intensité lors du STS. A partir de 210 °C, l’application du STS a pour effet de diminuer l’intensité transmise par l’échantillon, et ce de manière permanente. Nous pouvons émettre l’hypothèse que cette chute correspond à une perte de l’orientation donnée lors de la mise en œuvre de l’échantillon sous presse. Il semble donc qu’au-delà de la limite de 200 °C, fixée par la dégradation du copolymère, les hautes températures ne sont pas favorables à un alignement des cylindres suivant Sd.