Vers l'élaboration de fibres multi-composées, ...
Type de document :
Habilitation à diriger des recherches
URL permanente :
Titre :
Vers l'élaboration de fibres multi-composées, par voie fondue, pour le développement de la fonctionnalité de structures textiles
Titre en anglais :
Development of multi-compound fibers, by melt spinning, to develop the functionality of textile structures
Auteur(s) :
Directeur(s) de thèse :
Campagne, Christine
Date de soutenance :
2019-01-15
Président du jury :
Duquesne, Sophie
Organisme de délivrance :
Université de Lille
École doctorale :
Sciences pour l'Ingénieur
Laboratoires ou autres structures partenaires :
École nationale supérieure des arts et industries du textile (Roubaix, Nord). Laboratoire de Génie et matériaux textiles
Mot(s)-clé(s) :
Fonctionnalisation des textiles
Filage par voie fondue
Polymères conducteurs
Polymères biosourcés
Acide polylactique
Textiles intelligents
Filage par voie fondue
Polymères conducteurs
Polymères biosourcés
Acide polylactique
Textiles intelligents
Mot(s)-clé(s) en anglais :
Textiles functionalization
Melt spinning
Conductive polymers
Biosourced polymers
Polylactic acid
Smart textiles
Melt spinning
Conductive polymers
Biosourced polymers
Polylactic acid
Smart textiles
Résumé :
Le potentiel d’utilisations des textiles a considérablement augmenté grâce à la fonctionnalisation des fibres ce qui a élargi leurs champs d’applications. L’une des technologies majeure permettant de fonctionnaliser les ...
Lire la suite >Le potentiel d’utilisations des textiles a considérablement augmenté grâce à la fonctionnalisation des fibres ce qui a élargi leurs champs d’applications. L’une des technologies majeure permettant de fonctionnaliser les textiles consiste à réaliser des fibres à composition complexe lors de la mise en forme filamentaire. Dans ce contexte, mes travaux au GEMTEX (ENSAIT) se divisent en trois méthodes principales d’élaboration de ces filaments fonctionnels par filage par voie fondu, i.e. (i) nanocomposites ; (ii) système biphasique à base de mélange de polymères immiscibles ; et (iii) multicomposants. Ces différentes stratégies ont permis de concevoir des textiles (multi)fonctionnels et au fil du temps, mes travaux se sont focalisés sur deux propriétés principales : la conductivité électrique des textiles et les textiles durables. L’apport de conductivité électrique aux polymères, par le développement de composites polymères conducteurs (CPC), permet l’élaboration de détecteurs (température, mécanique), de tissus à effet barrière électromagnétique, ou pour la récupération d’énergie ainsi que des systèmes chauffants autorégulés. D’autre part, la prise en considération des problématiques environnementales nécessite le remplacement de matériaux textiles actuels, issus de ressources fossiles, par de nouvelles structures innovantes ayant un plus faible impact sur l’environnement. De ce fait, l’apport de propriétés antibactériennes, d’ignifugation, ou d’hydrophobie peut être obtenu grâce à l’incorporation de charges/polymères issues de ressources renouvelables (lignine, tanin, cellulose) au cœur du polymère. Le choix de thermoplastiques biosourcés et/ou biodégradables et/ou biocompatibles permettent aussi d’avoir une influence sur la durabilité des matériaux en variant leur cinétique de dégradation dans différents milieux. Chacune de ces mises en œuvre nécessite la connaissance du cahier des charges des filaments en fonction de l’application visée, et ainsi, de multiples verrous scientifiques et technologiques sont à lever : le choix des charges et la potentielle synergie entre elles, leur dispersion et leur distribution au sein du polymère. La notion de qualité d’interface modifie la localisation des charges et les morphologies des systèmes polymères entrainant un impact sur la rhéologie, et les propriétés mécaniques des filaments. La difficulté du passage des polymères multicomposés à la forme filamentaire provient de la finesse des fibres qui demande une adéquation des propriétés du mélange à la technologie de transformation.Lire moins >
Lire la suite >Le potentiel d’utilisations des textiles a considérablement augmenté grâce à la fonctionnalisation des fibres ce qui a élargi leurs champs d’applications. L’une des technologies majeure permettant de fonctionnaliser les textiles consiste à réaliser des fibres à composition complexe lors de la mise en forme filamentaire. Dans ce contexte, mes travaux au GEMTEX (ENSAIT) se divisent en trois méthodes principales d’élaboration de ces filaments fonctionnels par filage par voie fondu, i.e. (i) nanocomposites ; (ii) système biphasique à base de mélange de polymères immiscibles ; et (iii) multicomposants. Ces différentes stratégies ont permis de concevoir des textiles (multi)fonctionnels et au fil du temps, mes travaux se sont focalisés sur deux propriétés principales : la conductivité électrique des textiles et les textiles durables. L’apport de conductivité électrique aux polymères, par le développement de composites polymères conducteurs (CPC), permet l’élaboration de détecteurs (température, mécanique), de tissus à effet barrière électromagnétique, ou pour la récupération d’énergie ainsi que des systèmes chauffants autorégulés. D’autre part, la prise en considération des problématiques environnementales nécessite le remplacement de matériaux textiles actuels, issus de ressources fossiles, par de nouvelles structures innovantes ayant un plus faible impact sur l’environnement. De ce fait, l’apport de propriétés antibactériennes, d’ignifugation, ou d’hydrophobie peut être obtenu grâce à l’incorporation de charges/polymères issues de ressources renouvelables (lignine, tanin, cellulose) au cœur du polymère. Le choix de thermoplastiques biosourcés et/ou biodégradables et/ou biocompatibles permettent aussi d’avoir une influence sur la durabilité des matériaux en variant leur cinétique de dégradation dans différents milieux. Chacune de ces mises en œuvre nécessite la connaissance du cahier des charges des filaments en fonction de l’application visée, et ainsi, de multiples verrous scientifiques et technologiques sont à lever : le choix des charges et la potentielle synergie entre elles, leur dispersion et leur distribution au sein du polymère. La notion de qualité d’interface modifie la localisation des charges et les morphologies des systèmes polymères entrainant un impact sur la rhéologie, et les propriétés mécaniques des filaments. La difficulté du passage des polymères multicomposés à la forme filamentaire provient de la finesse des fibres qui demande une adéquation des propriétés du mélange à la technologie de transformation.Lire moins >
Résumé en anglais : [en]
The potential for textile uses has increased considerably thanks to the functionalization of fibers, which has broadened their fields of application. One of the major technologies for functionalizing textiles is to produce ...
Lire la suite >The potential for textile uses has increased considerably thanks to the functionalization of fibers, which has broadened their fields of application. One of the major technologies for functionalizing textiles is to produce complex composition fibers during filamentary shaping. In this context, my work at GEMTEX (ENSAIT) is divided into three main methods for developing these functional filaments by melt spinning, ie (i) nanocomposites; (ii) biphasic system based on a mixture of immiscible polymers; and (iii) multicomponents. These different strategies have made it possible to design (multi) functional textiles and over time, my work has focused on two main properties: the electrical conductivity of textiles and sustainable textiles. The contribution of electrical conductivity to polymers, through the development of conductive polymer composites (CPC), allows the development of detectors (temperature, mechanical), electromagnetic barrier fabrics, or energy recovery systems self-regulating heaters. On the other hand, the consideration of environmental issues requires the replacement of current textile materials, derived from fossil resources, by new innovative structures with a lower impact on the environment. Therefore, the antibacterial properties, flame retardancy, or hydrophobicity can be achieved through the incorporation of fillers / polymers from renewable resources (lignin, tannin, cellulose) at the heart of the polymer. The choice of biosourced and / or biodegradable and / or biocompatible thermoplastics also makes possible to influence the durability of the materials by varying their kinetics of degradation in different media. Each of these implementations requires the knowledge of the specifications of the filaments according to the intended application, and thus, multiple scientific and technological obstacles are to be raised: the choice of the fillers and the potential synergy between them, their dispersion and their distribution within the polymer. The interface quality modifies the localization of the fillers and the morphologies of the polymer systems, which have an impact on the rheology and the mechanical properties of the filaments. The difficulty of the passage of multicomponent polymers to the filamentary form comes from the fibers fineness which requires a matching of the properties of the blend to the processing technology.Lire moins >
Lire la suite >The potential for textile uses has increased considerably thanks to the functionalization of fibers, which has broadened their fields of application. One of the major technologies for functionalizing textiles is to produce complex composition fibers during filamentary shaping. In this context, my work at GEMTEX (ENSAIT) is divided into three main methods for developing these functional filaments by melt spinning, ie (i) nanocomposites; (ii) biphasic system based on a mixture of immiscible polymers; and (iii) multicomponents. These different strategies have made it possible to design (multi) functional textiles and over time, my work has focused on two main properties: the electrical conductivity of textiles and sustainable textiles. The contribution of electrical conductivity to polymers, through the development of conductive polymer composites (CPC), allows the development of detectors (temperature, mechanical), electromagnetic barrier fabrics, or energy recovery systems self-regulating heaters. On the other hand, the consideration of environmental issues requires the replacement of current textile materials, derived from fossil resources, by new innovative structures with a lower impact on the environment. Therefore, the antibacterial properties, flame retardancy, or hydrophobicity can be achieved through the incorporation of fillers / polymers from renewable resources (lignin, tannin, cellulose) at the heart of the polymer. The choice of biosourced and / or biodegradable and / or biocompatible thermoplastics also makes possible to influence the durability of the materials by varying their kinetics of degradation in different media. Each of these implementations requires the knowledge of the specifications of the filaments according to the intended application, and thus, multiple scientific and technological obstacles are to be raised: the choice of the fillers and the potential synergy between them, their dispersion and their distribution within the polymer. The interface quality modifies the localization of the fillers and the morphologies of the polymer systems, which have an impact on the rheology and the mechanical properties of the filaments. The difficulty of the passage of multicomponent polymers to the filamentary form comes from the fibers fineness which requires a matching of the properties of the blend to the processing technology.Lire moins >
Langue :
Français
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Date de dépôt :
2020-03-17T15:20:28Z
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