Modèles d'homogénéisation pour des nanocomposites à base de nanoargiles

L'amelioration des proprietes mecaniques des nanocomposites polymere-argile (NPAs) est obtenue grâce a l'interaction interfaciale entre l'argile et le polymere a l'echelle moleculaire, ce qui entraine la formation de polymere modifie ou interphase. Le rapport de forme eleve et les proprietes mecaniques elevees des plaquettes d'argile contribuent a cette amelioration. L'objectif de cet article est de predire les proprietes mecaniques des NPAs par l'elaboration d'un modele d'homogeneisation multi-echelles compose de trois differentes phases, soit l'argile, le polymere et l'interphase. Deux etapes d'homogeneisation ont ete utiliseespour obtenir les proprietes des particules effectives et les proprietes du composite. A la premiere etape, les proprietes elastiques effectives de la particule effective, contenant l'argile et l'interphase, ont ete calculees par la theorie du stratifie. L'effet de la variation de la fraction volumique de la particule effective en fonction de l'epaisseur de polymere modifie a ete etudiee avec differents modeles d'homogeneisation (Mori-Tanaka, Auto-Coherent et Lielens) a la deuxieme etape d'homogeneisation. Afin de trouver le modele approprie a differentes fractions volumiques, la methode des elements finis a ete utilisee. Il est observe que le modele de Lielens est le modele le plus precis lorsque l'effet de l'interphase a ete pris en compte. Ce resultat a ete obtenu en utilisant les proprietes de l'interphase frequemment rapportes dans la litterature. Cependant, les etudes parametriques montrent qu'en fonction des proprietes de l'interphase, la methode de Lielens n'est pas toujours la methode d'homogeneisation la plus exacte