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Rhéologie interfaciale des polymères à l'état fondu : aspects expérimentaux et fondamentaux / Younès El Omari in RHEOLOGIE, Vol. 44 (12/2023)

[article]  inRHEOLOGIE > Vol. 44 (12/2023) . - np Titre : Rhéologie interfaciale des polymères à l'état fondu : aspects expérimentaux et fondamentaux Type de document : texte imprimé Auteurs : Younès El Omari, Auteur Année de publication : 2023 Article en page(s) : np Note générale : Bibliogr. Langues : Français (fre) Catégories : Etat fondu (matériaux) Interfaces (Sciences physiques) Poly-e-caprolactone Polydiméthylsiloxane Le polydiméthylsiloxane —[O-Si(CH3)2]n—, ou poly(diméthylsiloxane) selon la nomenclature systématique, communément appelé PDMS ou diméthicone, est un polymère organominéral de la famille des siloxanes souvent présent dans les shampoings. On l'y ajoute pour augmenter le volume des cheveux mais il peut également aller boucher les pores du cuir chevelu et rendre les cheveux gras. C'est une des raisons pour lesquelles se laver les cheveux tous les jours est très déconseillé avec un shampooing contenant des silicones. Il existe également de l'amodiméthicone, qui est un dérivé du diméthicone. Le polydiméthylsiloxane est un additif alimentaire (E900), utilisé comme antimoussant dans les boissons (Coca-Cola BlāK). La chaîne de poly(diméthylsiloxane) forme également la structure de base des huiles et des caoutchoucs silicones. Polyéthylène glycol Polyéthylène greffé anhydride maléique Polyisobutylène Le polyisobutylène ou polyisobutène (PIB) est un homopolymère saturé, peu réactif (faible oxydabilité), issu du monomère isobutylène. Cette polyoléfine a pour formule -[CH2-C(CH3)2]n-. Elle est d’abord produite en 1931 par l’unité BASF d’IG Farben sous le nom commercial Oppanol B. Il est vendu sous le nom de Vistanex aux États-Unis. SYNTHESE DES CAOUTCHOUCS BUTYLE : Ils résultent de la copolymérisation cationique de l’isobutylène (H2C=C(CH3)2, comonomère monoinsaturé) avec l’isoprène (H2C=C(CH3)–CH=CH2, diène conjugué). La réaction s’effectue en solution dans le chlorométhane à -95 °C en présence de chlorure d'aluminium (AlCl3). Les chaînes polymères contiennent environ 1 à 2 % d’unités isopréniques (cis et trans). L’enchaînement en 1,4 du diène laisse une double liaison (insaturation). VULCANISATION : L’insaturation peut être utilisée pour une vulcanisation avec le soufre6. La vulcanisation par les résines formophénoliques (quantité voisine de 10 pce) procure une excellente résistance thermique (air chaud et vapeur ; température maximale d’utilisation de 150 °C au lieu de 100 °C pour les vulcanisats au soufre). La réticulation aux résines est surtout utilisée pour les caoutchoucs butyle et EPDM, qui affichent un bon potentiel en tenue chaleur. Dans les deux cas, la vulcanisation réalisée vers 160 °C est lente en raison de la faible insaturation (1 à 2 % environ). Rhéologie Surfaces (Physique) Index. décimale : 668.9 Polymères Résumé : Les travaux de thèse portent sur la rhéologie interfaciale en cisaillement et en dilatation/compression de systèmes polymères fondus. Dans un premier temps, notre choix a porté sur l'étude de systèmes modèles à base de PIB (poly(isobutylène)) et PDMS (poly(diméthylsiloxane)). Ces polymères présentent l'avantage d'être liquides à température ambiante. Les propriétés de surface et d'interface ont été sondées à l'aide d'une nouvelle cellule interfaciale développée pendant ce projet. Elle présente l'avantage de réaliser des mesures à des températures élevées pouvant atteindre 200°C. L'effet de la masse molaire et de la température sur les propriétés interfaciales a été étudié selon les régimes, permanent et oscillatoire. Ces études ont été transposées ensuite à celles des polymères semi- cristallins fondus tels que le PEG (poly(éthylène glycol)) et le PCL (poly(caprolactone)). Dans un deuxième temps, nous avons étudié et analysé les propriétés rhéologiques interfaciales en élongation des systèmes modèles, au moyen de la rhéologie interfaciale en dilatation/compression en utilisant la méthode de la goutte pendante oscillante. En outre, la relaxation des surfaces/interfaces a été sondée par la méthode de « pulse », d'une part, et en utilisant un rhéomètre extensionnel à rupture capillaire (CaBER), d'autre part. Les grandeurs rhéologiques interfaciales en élongation/compression des systèmes modèles de différentes masses molaires et à différentes températures ont été obtenues. Elles ont ensuite été comparées à celles mesurées en cisaillement et analysées selon le rapport de Trouton interfacial. Dans la dernière partie de la thèse, nous avons montré que la rhéologie interfaciale en cisaillement permet de sonder les réactions chimiques aux interfaces d'un système polymère réactif fondu : PEgMA (polyéthylène greffé anhydride maléique)/PDMS-(PropNH2)2, (poly (diméthylsiloxane) avec des groupements terminaux amino propyle). En outre, l'étude de la tension interfaciale dynamique a permis le suivi de la cinétique de la réaction interfaciale des systèmes réactifs de différentes masses molaires et à différentes températures. Enfin, les études de rhéologie interfaciale s'avèrent très pertinentes pour sonder in-situ les interfaces et/ou interphases de systèmes polymères liquides. Les méthodologies ainsi établies et utilisées sont très innovantes et font sauter des verrous scientifiques et technologiques majeurs dans le domaine de la rhéologie interfaciale. Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=40525 [article]

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Conception d'hydrogels à la composition et aux propriétés mécaniques ajustables pour l'étude des interactions cellules-matériaux et l'amélioration de la thérapie cellulaire de l'arthrose / Nathan Lagneau in RHEOLOGIE, Vol. 44 (12/2023)

[article]  inRHEOLOGIE > Vol. 44 (12/2023) . - np Titre : Conception d'hydrogels à la composition et aux propriétés mécaniques ajustables pour l'étude des interactions cellules-matériaux et l'amélioration de la thérapie cellulaire de l'arthrose Type de document : texte imprimé Auteurs : Nathan Lagneau, Auteur Année de publication : 2023 Article en page(s) : np Note générale : Bibliogr. Langues : Français (fre) Catégories : Arthrose Cellules -- Interaction Chimie click Hyaluronique, acide L'acide hyaluronique est un type de polysaccharide (plus précisément une glycosaminoglycane) non fixé à une protéine centrale et largement réparti parmi les tissus conjonctifs, épithéliaux et nerveux animaux. Il se trouve notamment dans l'humeur vitrée et le liquide synovial. Il est l'un des principaux composants de la matrice extracellulaire ainsi que de certaines mucoprotéines lorsqu'il est associé à une fraction protéique. Depuis les années 1990, il est très utilisé dans divers dispositifs médicaux, médicamenteux et cosmétiques (présenté dans ce dernier cas comme "antistatique, humectant, hydratant, conditionneur cutané, anti-âge, etc."), bénéficiant d'un effet de mode grandement soutenu par une large publicité commerciale. Contribuant de façon significative à la prolifération et à la migration des cellules, l'acide hyaluronique est aussi impliqué dans la progression de certains cancers. (Wikipedia) hydrocolloïdes Rhéologie Thérapie cellulaire Viscoélasticité Index. décimale : 541.34 Solutions Résumé : En raison de leur capacité à sécréter divers agents thérapeutiques, les cellules stromales mésenchymateuses (CSMs), constituent un outil thérapeutique prometteur pour le traitement de l'arthrose. Afin d'améliorer leur délivrance, les CSMs sont souvent combinées avec des biomatériaux injectables tels que les hydrogels. Cependant, l'influence de leurs propriétés mécaniques et biochimiques sur les propriétés de sécrétion des CSMs reste mal connue. Dans ce contexte, nous avons développé des hydrogels aux propriétés mécaniques et biochimiques ajustables afin d'étudier indépendamment l'influence de ces paramètres sur le sécrétome des CSMs. Pour cela, deux stratégies de réticulations distinctes ont été développées, permettant séparément l'étude de l'influence de la rigidité et de la viscoélasticité. Ces stratégies ont été appliquées à différents polysaccharides pour permettre l'évaluation de l'influence de la nature du polymère sur les propriétés de sécrétion des CSMs. Enfin, ces hydrogels ont été fonctionnalisés par des peptides biomimétiques pour étudier leur influence sur la sécrétion des CSMs. L'ensemble de nos résultats a révélé un effet important de la viscoélasticité et de la présence d'acide hyaluronique sur la sécrétion par les CSMs de facteurs potentiellement anti-arthrosiques. Ces travaux ouvrent la voie à la conception rationnelle d'hydrogels injectables pour l'amélioration de l'efficacité thérapeutique de thérapies à base de CSMs pour le traitement de l'arthrose. Note de contenu : - Développement d'une plateforme d'hydrogels à la composition et aux propriétés mécaniques ajustables - Etude de l'influence des interactions cellules-matériaux sur les propriétés de sécrétion des CSMs - Vers une thérapie cellulaire assistée par un hydrogel pour le traitement de l'arthrose Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=40526 [article]

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Ecoulements de solutions de polymères en milieux poreux / Omar Mokhtari in RHEOLOGIE, Vol. 44 (12/2023)

[article]  inRHEOLOGIE > Vol. 44 (12/2023) . - np Titre : Ecoulements de solutions de polymères en milieux poreux Type de document : texte imprimé Auteurs : Omar Mokhtari, Auteur Année de publication : 2023 Article en page(s) : np Note générale : Bibliogr. Langues : Français (fre) Catégories : Biréfringence La biréfringence est la propriété physique d'un matériau dans lequel la lumière se propage de façon anisotrope. Dans un milieu biréfringent, l'indice de réfraction n'est pas unique, il dépend de la direction de polarisation de l'onde lumineuse. (Wikipedia) Fluides, Mécanique des Matériaux poreux Rhéologie Solutions de polymère Viscoélasticité Index. décimale : 668.9 Polymères Résumé : L'écoulement de solutions de polymères à travers des milieux poreux est un problème riche en mécanique des fluides, qui combine la complexité des écoulements à travers des structures poreuses à celle de la rhéologie non-linéaire du fluide, ce qui donne lieu à des comportements particuliers sur une large gamme d'échelles. Dans ce travail, notre objectif est d'identifier les phénomènes physiques importants à l'échelle des pores et de les relier aux propriétés à plus grande échelle. Pour ce faire, nous simulons numériquement l'écoulement de fluides viscoélastiques à travers des milieux poreux modèles. Nous décrivons tout d'abord un nouveau schéma numérique à la fois précis, stable et adapté au calcul haute performance. Grâce à cette approche, nous mettons en évidence l'importance capitale des zones localisées de grande contrainte polymérique, appelées brins biréfringents, dans les écoulements des solutions de polymères. Ces brins participent en effet à une réorganisation complète de l'écoulement, à travers un renforcement des chemins d'écoulement préférentiels, une augmentation des zones de stagnation et une division des canaux d'écoulement. Cette réorganisation engendre une augmentation de la dissipation visqueuse dans les canaux et une production d'entropie, due à l'étirement des molécules de polymère, dans les brins, qui peuvent être directement reliées à l'augmentation de la résistance à l'écoulement. Dans des réseaux hexagonaux de cylindres, les brins biréfringents contrôlent la direction de l'écoulement moyen et conduisent à des directions d'écoulement privilégiées et à la présence d'une multi-stabilité associée à une hystérésis sur l'angle du terme de forçage. L'apparition d'un écoulement instationnaire est donc liée au mouvement des différents brins dans ces réseaux. Ceci fournit de nouvelles perspectives pour la compréhension des instabilités visco-élastiques et de la transition vers le chaos. Finalement, partant d'une linéarisation du problème fondée sur la limite très diluée, nous dérivons une forme moyennée des équations à l'échelle de Darcy qui permet de rendre compte de l'effet des brins biréfringents. Note de contenu : - Méthode numérique - Les brins pilotent l'écoulement : Rétroaction sur l'écoulement - Réorganisation de l'écoulement - Résistance à l'écoulement - Transition vers l'instationnaire - Modèle macroscopique Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=40527 [article]

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