Universidade Lyon 1, CP2M, Lyon, França
Damien Montarnal é cientista pesquisador do CNRS desde 2015, no laboratório CP2M da Universidade de Lyon 1. Seus interesses de pesquisa abrangem todos os materiais poliméricos nos quais a química reversível pode modular a estrutura, a dinâmica ou as propriedades físicas. L. Leibler e do Dr. F. Tournilhac na ESPCI – Paris e, desde então, desenvolveu ainda mais esse tópico por meio de desenvolvimentos colaborativos na Universidade Lyon 1, envolvendo uma melhor compreensão do comportamento reológico e, mais recentemente, síntese e processamento de alto rendimento. Ele recebeu distinções de prestígio, como a medalha de bronze do CNRS (2021) e o prêmio conjunto de jovem cientista do French Polymer Group e da French Chemical Society (2022).
Os vitrímeros têm como objetivo incorporar em redes de polímeros ligações cruzadas covalentes dinâmicas regidas por reações associativas e intercambiáveis.[1] Em altas temperaturas ou na presença de catalisadores, os equilíbrios químicos permitem a reorganização em larga escala e o relaxamento da tensão da rede e, portanto, a deformação plástica e o reprocessamento/soldagem da amostra. Esse conceito versátil tem sido aplicado a diferentes sistemas de polímeros, aproveitando uma variedade de reações de equilíbrio[2,3]. As sínteses e o processamento atuais de vitrímeros estão fortemente concentrados em formulações termofixas, ou seja, precursores líquidos curados em uma rede dinâmica de ligações cruzadas, ou modificação e funcionalização de termoplásticos na fusão.
Discutiremos os desafios encontrados durante o (re)processamento de vitrímeros e, em particular, os difíceis compromissos entre a resistência à fluência na temperatura de serviço e o processamento rápido em altas taxas de transferência. Ilustraremos estratégias recentes e promissoras:
Em uma primeira parte, discutiremos a desativação de reações de troca, particularmente úteis em sistemas de relaxamento rápido, que podem ser processados rapidamente, mas exigem desativação adicional de trocas para suprimir problemas de fluência. A caracterização avançada dessas desativações catalíticas será realizada usando modelos reológicos ad hoc e ilustrada pela reciclagem de elastômeros de silicone convencionais por catalisadores que promovem trocas de ligações de siloxano[4].
Em uma segunda etapa, apresentaremos nosso recente sucesso na formação de misturas de fases separadas entre uma fase de vitrímero e uma fase termoplástica por meio de processamento reativo. É possível obter uma rede de vitrímero percolante dinamicamente reticulada, que demonstra propriedades de tensão de escoamento e pode ser interrompida de forma reversível com alto cisalhamento. Essa estratégia de mistura permitiu, em particular, aumentar a escala da produção de misturas de vitrímero/PP para equipamentos de produção industrial convencionais e, de forma correspondente, para ferramentas de processamento convencionais (prensa de injeção, impressão 3D).
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