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Étude de l'effet du gonflement par les solvants sur les propriétés du caoutchouc butyle

Nohilé, Cédrick (2010). Étude de l'effet du gonflement par les solvants sur les propriétés du caoutchouc butyle. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

En matière de protection individuelle contre les risques chimiques et biologiques, les polymères et particulièrement les élastomères sont parmi les matériaux les plus utilisés pour la confection d’équipements de protection individuelle. Au niveau des élastomères, le caoutchouc butyle est sans nul doute l’un des plus performants contre les risques chimiques. Cependant, bien que résistant à la plupart des agressions chimiques, le butyle est sensible aux solvants non polaires. Ceux-ci pénètrent aisément le polymère et peuvent modifier de manière dramatique ses propriétés. Cette situation présente un large risque pour les utilisateurs d’équipements de protection en butyle et nécessite une meilleure connaissance du problème.

Ces travaux ont eu pour but, dans un premier temps, de déterminer les paramètres qui contrôlent la résistance du caoutchouc butyle face aux solvants puis dans un deuxième temps d’étudier l’effet que le gonflement du caoutchouc butyle peut avoir sur ses propriétés. Les recherches qui ont été réalisées montrent que la résistance du butyle face aux solvants semble être contrôlée par trois paramètres majeurs : la famille chimique à laquelle appartient le solvant, sa pression de vapeur saturante et son volume molaire. D’autre part, cette étude montre que le gonflement du butyle par un solvant peut modifier les propriétés mécaniques de ce dernier de façon irréversible. Ces changements sont attribuables d’une part à l’extraction de plastifiants par le solvant et d’autre part à la dégradation de la structure physicochimique du réseau polymère. Cette dégradation peut être reliée à un phénomène de gonflement différentiel qui semble être contrôlé par le flux de solvant au sein du caoutchouc. Ces résultats d’une part remettent en question certaines croyances générales dans le domaine de la protection contre les risques chimiques et d’autre part ouvrent de nouvelles perspectives pour le développement d’outils prédictifs du comportement du butyle en présence de solvants.

Titre traduit

Study of the effect of solvent swelling on the properties of butyl rubber

Résumé traduit

Polymers and in particular elastomers are widely used for personal protective equipment against chemical and biological hazards. Among them, butyl rubber is one of the most effective elastomers against chemicals. However, if this rubber has a very good resistance to a wide range of them, it is sensitive to non polar solvents. These solvents will easily swell the material and may dramatically affect its properties. This situation may involve a large risk for butyl rubber protective equipment users. It is thus essential to improve the understanding of the effect of solvents on the properties of butyl rubber.

The research that was carried out had two objectives: to identify the parameters controlling the resistance of butyl rubber to solvents and to study the effect of swelling on the properties of butyl rubber. The results show that the resistance of butyl rubber to solvents appears to be controlled by three main parameters: the chemical class of the solvent, its saturation vapor pressure and its molar volume. In addition, swelling affects butyl rubber mechanical properties in a permanent way. The effects can be attributed to the extraction of plasticizers by the solvent and to the degradation of the physico-chemical structure of the polymer network. This chemical degradation was linked to a phenomenon of differential swelling which seems to be controlled by the solvent flow inside the material. These results question some general beliefs within the field of protection against chemical risks. They also open new perspectives for the development of predictive tools relative to the behavior of butyl rubber in the presence of solvents.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie". Bibliogr. : f. [192]-199.
Mots-clés libres: Caoutchouc butyle Résistance chimique. Caoutchouc butyle Propriétés. Solvants organiques Réactivité.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Vu-Khanh, Toan
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 18 nov. 2010 16:49
Dernière modification: 08 févr. 2017 22:38
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/310

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