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L’analyse de la morphologie de mélanges de polymères peut être étudiée grâce à des mesures de propriétés viscoélastiques à l’état fondu ou encore des dissolutions sélectives. Dans le cas des mélanges NR / SBR (Natural Rubber / Styrene Butadiene Rubber), ces techniques n’ont pas permis de mettre en évidence la morphologie adoptée par les mélanges en fonction de leur composition.

Des observations par microscopie électronique en transmission (MET) et une analyse d’image associée (analyse de la circularité, de la solidité et de la densité d’objets) ont permis d’obtenir une vue des différentes morphologies sur tout le domaine de composition.

• De 0 à 25 % de SBR dans le mélange, des nodules de SBR sont en suspension dans une matrice en NR.
• De 25 à 65 % de SBR, une morphologie similaire à de la co-continuité est observée.
• Enfin, entre 65 et 100 % de SBR, une suspension de nodules de NR dans une matrice SBR est observée.

En parallèle, l’analyse de ces mélanges en spectroscopie mécanique à l’état solide a révélé une variation de la température de la transition a du NR, relaxation des chaînes associée à la transition vitreuse, liée à la morphologie des mélanges. Cette diminution de Tα NR provient d’une différence des coefficients de dilatation des deux élastomères. Trois domaines sont identifiés à partir des variations de Tα :

• De 0 à 25 % de SBR environ, la morphologie est composée de nodules de SBR dans une matrice en NR.
• De 25 à 60 % de SBR, c’est le passage progressif d’une matrice NR à une matrice SBR qui est observée avec la coexistence de domaines continus et dispersés pour chaque phase.
• Enfin, de 60 à 100 % de SBR, des nodules de NR de plus en plus petits sont dispersés dans une matrice en SBR.

Les limites observées sur les clichés MET concordent très bien avec les variations de Tα NR relevées en rhéologie à l’état solide.