L’incorporation de nanoplaquettes d’argile dans une matrice ou un mélange de thermoplastiques s’avère prometteur pour en améliorer les propriétés d’usage. Récemment, un procédé de synthèse ...hydrothermale a permis d’obtenir un hydrogel chargé de nanoplaquettes de talc, ouvrant des perspectives d’élaboration de nanomatériaux à base de talc, potentiellement concurrents de ceux à base d’argile modifié. La grande quantité d’eau, introduite dans les appareils de mise en œuvre à l’état fondu, conduit à une perte de matière minérale importante et à l’agrégation partielle du talc. Ces contraintes rendent obligatoire l’utilisation de la mini-extrudeuse, de faible capacité, pour élaborer ces systèmes multiphasiques innovants, comme les nanocomposites polyamide/talc synthétique ou les mélanges polypropylène/polyamide (PP/PA) chargés de talc synthétique. Dans une phase polaire, le talc synthétique présente une structure constituée majoritairement de nanoparticules, mais aussi d’agrégats formés lors du malaxage. Il a été montré qu’une polarité accrue de la phase polyamide facilitait la nanodispersion du talc synthétique. Dans le cas des mélanges chargés, le talc synthétique est préférentiellement localisé dans les nodules de PA. Pour un polyamide peu polaire, l’effet émulsifiant est amplifié, ce qui s’explique par la rupture des nodules au niveau de zones peu cohésives PA/talc synthétique. D’autre part, l’augmentation de la viscosité de la matrice PP entraîne une localisation partielle du talc synthétique à l’interface matrice/nodules.Les relations structure-rhéologie des systèmes binaires et ternaires ont été discutées.
Addition of clay nanoplatelets within a thermoplastic matrix or immiscible thermoplastic blend usually improves final properties of materials. Recently, a hydrogel containing talc nanoplatelets has been obtained from hydrothermal synthesis, opening possibilities of development of talc based nanomaterials, which could rival the nanocomposites based on organically modified clay.The presence of large amount of water in the mixing chamber leads to significant losses of inorganic matter and to the presence of a few synthetic talc aggregates. These observations require the use of a twin screw mini-extruder which is appropriate to the elaboration of innovative multiphase materials, such as the synthetic talc/polyamide nanocomposites or the synthetic talc/polyamide/polypropylene blends.The structure of nanocomposites based on synthetic talc is mainly composed of nanometric entities, but also of a few micrometric aggregates. It has been shown that an increase of the polarity of the polyamide favours the dispersion of synthetic talc at nanometric scale.In the case of filled blends, the synthetic talc particles are preferentially located within PA nodules. The reduction of nodule size is explained by the breakup of nodules, due to numerous cohesion defects between synthetic talc nanoparticles and polyamide dispersed phase. Moreover, increasing polypropylene matrix viscosity leads to a selective localization of the synthetic talc at the nodule/matrix interface.Relationships between structure and rheology of binary and ternary systems have been discussed.
Cette étude s’inscrit dans le projet ANR Blanc COPIN qui a pour but de développer et de comprendre les nanocomposites à partir de nanoparticules inorganiques mélangées à un polymère semi-cristallin. ...L’innovation du partenaire du projet, Imerys, a été de synthétiser des particules de talcs à l’échelle nanométrique. Le talc étant connu pour ces effets nucléants, l’objectif est d’utiliser ces nanoparticules pour voir leur influence sur un matériau semi-cristallin et plus spécifiquement sur la cristallisation de ce dernier lorsqu’elles sont orientées. Différents talcs synthétiques ont été étudiés changeant au niveau de leur durée de synthèse ou encore de leur modification de surface. Pour cela, la première partie de cette étude a été de disperser le talc en utilisant ou non des modifications chimiques de surface ainsi que des compatibilisants afin d’obtenir le meilleur état de dispersion et de distribution des particules. Ces continuums d’interactions ainsi créés montrent une nette amélioration de l’état de dispersion mais aussi l’amélioration des propriétés telles que la tenue en température. Les parties suivantes ont concernées plus spécifiquement la cristallisation en convoitant d’expliquer comment les nanoparticules peuvent s’orienter lors de l’écoulement tel que le cisaillement, comment elles génèrent une orientation cristalline spécifique du à leur effet nucléant, quel est le mécanisme prépondérant de la cristallisation entre la nucléation par l’orientation de macromolécules ou la nucléation provenant des nanoparticules. Il a aussi été question de déterminer les morphologies cristallines des nanocomposites lors du cisaillement
This study is part of the ANR Blanc COPIN which aim is to develop and understand the nanocomposites from inorganic nanoparticles mixed with a semi-crystalline polymer. The innovation of the project partner, Imerys, was to synthesized talc particles at the nanoscale. Talc is known for his nucleating effects and the goal is to use these nanoparticles to see their influence on a semi-crystalline material. Several synthetic talcs were employed differing from the synthesis time and chemical surface modifications. For this, the first part of this study was to disperse the talc using or not chemical modifications of surfaces as well as compatibilizers to obtained the best dispersion state and particles distribution. These continuums interaction created show a real improvement in the dispersion but also of properties such as heat resistance. The following parties concerned more specifically the crystallization trying to explain how nanoparticles can be oriented during shear flow, what is the leverage of these talcs on the crystallization when it was oriented, how they generate a specific crystal orientation coming from their nucleating effect, which is the predominant mechanism of crystallization nucleation between the macromolecules orientations or the nucleation of nanoparticles. It was also a question of determining the resulting crystal morphologies
Les matériaux et minéraux argileux, abondent au Gabon. Les travaux pionniers révèlent la présence d’argiles rouges dans la série barrémienne de l’Agoula et d’argiles rouges à violettes dans la série ...néocomienne de Ndombo. Les argiles constituent une ressource précieuse et abondante qui a été largement valorisée tant en constructions traditionnelles de terre crue qu'en terre cuite en divers endroits du pays. Les présentes recherches sont initiées pour inventorier les ressources en différentes argiles facilement accessibles au Gabon, et dédiées à sélectionner des gisements à potentiel applicatif, selon la nature des argiles. Ce travail a été réalisé dans les régions de Libreville et de Tchibanga. Les échantillons prélevés font l’objet d’analyses macroscopique, microscopique, chimique, structurale et superficielle. Des essais de formulation font l’objet d’applications dans les domaines des briques, tuiles et celui des réfractaires. La croissance démographique de la République Gabonaise engendre une demande importante en divers matériaux locaux qui satisfassent les besoins de la vie courante. L’accent est mis sur les applications relatives aux terres cuites : briques, tuiles et carreaux. Des zones d'intérêt à potentiel économique sont identifiées. Les argiles de la région de Libreville, riches en kaolinites et illite sont intéressantes pour des applications en terre cuite. La caractérisation des propriétés minéralogiques des roches argileuses, est réalisée dans le but d'identifier les usages industriels les plus intéressants. Les caractérisations et les tests d’applications, identifient des matières premières pour la construction, la céramique, mais aussi dans bien d'autres domaines comme la pharmacologie (galénique), la papeterie, la cosmétique, l’agro-alimentaire, le caoutchouc, la peinture, le génie civil, le génie de l’environnement. Comme dans tous les pays d’Afrique Centrale, le développement durable passe inéluctablement par une maîtrise des ressources locales. La caractérisation fine des argiles du crétacé de Libreville est réalisée par : diffraction des rayons X, spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier, microscopie électronique à balayage, détermination de la capacité d’échange cationique, granulométrie, analyses chimiques, indice de plasticité, test de céramique. Selon la diffraction des rayons X, ces argiles sont à kaolinite, et/ou illite et montmorillonite, quartz, ± muscovite, ± microcline, ± hématite, ± rutile, ± anatase. L’observation en Microscopie Electronique à Balayage et le traitement à l’Ethylène Glycol ou chauffé à 550°C analysé en DRX confirme la présence prépondérante de ces minéraux
Materials and clayey minerals abound in the Gabon. The pioneers works reveal the presence of red clays in the barrémian series of Agoula and red clays with violets in the neocomian series of Ndombo. Clays constitute a precious and plentiful resource which was widely beneficiated as well in traditional constructions of green clays as in terra-cotta in diverse places of the country. The present researches aim at inventorying the resources in various clays easily accessible in Gabon, and in the study of selection of deposits with application potential, according to the nature of clays. This work is carried on in the regions of Libreville and Tchibanga. The collected samples are the object of macroscopic, microscopic (tiny), chemical, structural and superficial analyses. Trials of formulation are the object of applications in the domains of bricks, tiles and refractories. The population growth of the Gabonese Republic generates a demand in diverse local materials satisfying the needs for the current life. The emphasis is put on the applications concerning terra-cottas: bricks, roof tiles and floor tiles. Zones of interest with economic potential are identified. Clays of the region of Libreville, rich in kaolinites and illite are interesting for applications in terra-cotta. The characterization of the mineralogical properties of the clayey rocks is realized with the aim of identifying the most interesting industrial uses. Characterizations and tests of applications, identify raw materials for the construction, the ceramic, but also in many other domains as pharmacology (galenic), paper industry, cosmetics, food-processing industry, rubber, paint, civil engineering and environment engineering. As in all the countries of Central Africa, the sustainable development passes inevitably by a control of the local resources. The fine characterization of clays of the Cretaceous of Libreville is realized by: X-ray Diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electronic microscopy, determination of the cation exchange capacity, particle size analysis, chemical analyses, plasticity index, ceramic tests. According to the X-ray diffraction, these clays are mixtures of kaolinite, and/or illite and montmorillonite, quartz, ± muscovite, ± microcline, ± hematite, ± rutile ± anatase. The observation in Scanning Electron Microscopy and the treatment with Ethylène Glycol or heating at 550°C in XRD confirms the dominating presence of these minerals
Le gisement de talc-chlorite de Trimouns est situé dans le massif nord-pyrénéen du Saint Barthélémy (Ariège, France). Il est l'objet d'une attention particulière pour ses ressources minérales ...exceptionnelles (tant par la qualité que l'abondance), et pour sa position stratégique dans l'histoire géologique des Pyrénées. Le but de cette étude est de caractériser les conditions de formation du gisement et de les intégrer dans le contexte géologique régional. Pour aborder cette problématique nous avons choisi trois grands axes d'étude : 1) au moyen de l'analyse cartographique et structurale, nous procédons à une description de la géométrie du gisement, et nous proposons une histoire des relations entre minéralisation et déformation ; 2) à l'aide d'analyses thermométriques via plusieurs méthodes, nous cherchons à définir quelle est l'histoire thermique enregistrée dans les différentes unités du gisement ; 3) avec des datations in situ sur un large panel de minéraux, nous positionnons des repères temporels sur plusieurs objets géologiques afin de dater le ou les épisodes minéralisateurs sur Trimouns. Les résultats obtenus expriment le caractère polyphasé du gisement, et ce pour les trois axes d'études suivis, déformation, thermicité et âge de la minéralisation. Les travaux sur les structures montrent que la minéralisation principale scelle une déformation probablement varisque, minéralisation qui se forme elle-même en contexte dynamique et qui est à son tour déformée. L'étude thermique met en évidence que la ou les minéralisations sont associées à un ou plusieurs événements froids, et qu'une empreinte thermique chaude est préservée dans les roches du toit et du mur du gisement. Les résultats géochronologiques montrent que la formation du talc et des chlorites à Trimouns est polyphasée et associée à une succession d'événements métasomatiques. L'Albien est l'évènement hydrothermal majeur mais des épisodes plus anciens sont enregistrés au Jurassique à Trimouns, voire au Permien dans d'autres gisements du massif et de l'ouest de la chaîne des Pyrénées. La synthèse de nos travaux nous permet de proposer un modèle de la formation du gisement de talc-chlorite de Trimouns. Ce modèle s'inscrit dans un contexte géodynamique extensif post-varisque que l'on peut mettre en relation avec les phénomènes extensifs pré-orogéniques pyrénéens du Crétacé (120-85 Ma). Ce contexte pré-orogénique est associé à l'exhumation du manteau, source probable du magnésium nécessaire à la formation du gisement. Nos travaux montrent également que le massif du Saint Barthélémy, et possiblement d'autres massifs nord pyrénéens semblables, ne sont pas des massifs "simplement" varisques mais qu'ils ont pu être profondément affectés par les évènements du cycle alpin.
The Trimouns talc-chlorite deposit is located in the north Pyrenean Saint Barthelemy massif (Ariège, France). This deposit is remarkable in its minerals' quality and quantity as well as for its strategic position in the Pyrenees geological history. This study aims at understanding the formation conditions of the talc-chlorite deposit and at integrating them in the alpine pre-orogenic context. To this, we focus on three main themes : 1) Using geological and structural mapping studies, we describe the rocks and their organization as to estimate how much variscan and alpine orogenies affected them. 2) With thermometric analyses using different methods, we seek to define what is the thermal history recorded in the different units of the deposit. 3) Using in-situ dating on a wide range of minerals, we locate temporal references on various geological objects to document hydrothermal events. Achieved results demonstrate the polyphase caracteristics of the deposit, in the three focal areas used : deformation, thermal approach, and geochronology. Structural analysis shows that the mineralisation seals an other deformation, probably of the variscan period. This mineralisation is also formed in a dynamic context and then deformed as well. The thermal study highlights that mineralizations are associated with one or more cold events, and a hot thermal foot-print is preserved in the footwall and the hanging wall of the deposit. Dating results show that the formation talc and chlorite in Trimouns is multiphase, associated with succession of metasomatic events. The Albian event is the major hydrothermal event but older episodes are recorded in Jurassic at Trimouns and in Permian in other fields on the west-ern Pyrenees. The synthesis of our works allows us to propose a model of the formation of the Trimouns talc-chlorite deposit. This model is part of a post-Variscan extensive geodynamic context that can be related to the Pyrenean extensive pre-orogenic phenomena during Cretaceous period (120-85 Ma). This pre-orogenic context is associated with mantle exhumation, likely source of magnesium necessary for the formation of talc. Our studies also show that the Saint Barthelemy massif and possibly other similar north Pyrenean massif are not "simply" Variscan but have been deeply affected by the events of the Alpine cycle.
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