Note ABES Morphology control of polyurethane foams Contrôle de la morphologie des mousses polyuréthanes Polyuréthane Mousse Fluorocarbure Morphologie Taille des pores Bulle d’air Polyurethane Foam Fluorocarbon Moprhology Pore size Air bubble 668.423 Mousses de polyuréthanes Morphologie moléculaire Hydrocarbures fluorés Propriétés physico-chimiques Les propriétés physiques des mousses de polyuréthane dépendent fondamentalement de leur morphologie poreuse. Cependant, le contrôle de la morphologie est difficile, car la génération d'une mousse PU est un processus complexe impliquant de nombreux phénomènes chimiques et physiques interdépendants. Ainsi, l'objectif de cette thèse était de comprendre les mécanismes permettant un contrôle efficace de la morphologie poreuse. Nous avons constaté que les bulles d'air micrométriques entraînées dans le système de mousse de PU pendant l'étape initiale de mélange sont déterminantes pour le développement de la morphologie. Nous avons pu montrer que la taille moyenne des pores dépend exclusivement du nombre de bulles d'air entraînées pendant le mélange. De plus, nous avons étudié la réduction de la taille des pores associée à l'ajout de fluorocarbures (FC) aux formulations de mousse de PU. Nos études ont révélé que les FC aident à entraîner plus de bulles d'air pendant le mélange, ce qui favorise la formation de pores plus petits. Les raisons de cet entraînement d'air facilité sont (1) la formation d'un film interfacial de FC réduisant la tension interfaciale gaz/liquide et (2) une anomalie de pression de vapeur des mélanges cyclopentane/FC qui s'oppose à la décimation des bulles d'air entraînées avant le soufflage de la mousse. The physical properties of polyurethane foams depend fundamentally on their porous morphology. However, controlling PU foam morphology is challenging, as the generation of a PU foam is a complex process involving many interrelated chemical and physical phenomena. Thus, the aim of this thesis was to understand the mechanisms allowing for efficient control over the porous PU foam morphology. We proved that the mean pore size depends quantitatively on the number of micrometric air bubbles entrained during mixing. Moreover, we studied the pore size reduction associated with the addition of fluorocarbons (FCs) to PU foam formulations. We showed that most of the explanations given in the literature are erroneous and that FCs primarily help to entrain more air bubbles during mixing which, in turn, leads to the formation of smaller pores. We evinced that the main reasons for this facilitated air entrainment are (1) the formation of an interfacial FC-film reducing the gas/liquid interfacial tension and (2) a vapor-pressure anomaly of cyclopentane/FC mixtures that slows down the decimation of the entrained air bubbles prior to foam blowing. This new understanding will help to identify environmentally friendly alternatives to fluorocarbons. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 10909052 Université de Strasbourg Strasbourg 2023-12-31 application/pdf 8341374 http://www.theses.fr/2022STRAE035/document http://www.theses.fr/2022STRAE035/abes Hamann Martin 1992-06-22 FR 270501851 0EFB1U06TZ1 21925557 4200002 https://theses.fr/2022STRAE035 2022STRAE035 https://doi.org/10.70675/97f4634az7454z4ef8zbe0dz5a2a8cc3919b 2022-12-01 Chimie physique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Drenckhan Wiebke MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 164116192 Krafft Marie-Pierre MADS_PRESIDENT_DU_JURY 073927414 Saint-Jalmes Arnaud MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 150517955 Rodríguez Pérez Miguel Ángel MADS_RAPPORTEUR_1 185304923 Mechin Françoise MADS_RAPPORTEUR_2 069148945 École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 182 156500019 Institut Charles Sadron (Strasbourg ; 1985-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 156774062 167 ddc:660 Drenckhan Wiebke Krafft Marie-Pierre Saint-Jalmes Arnaud Rodríguez Pérez Miguel Ángel Mechin Françoise École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) Institut Charles Sadron (Strasbourg) PDF 10909052 confidentialité 2022-12-01 2032-12-01 confidentialité 2022-12-01 2032-12-01 restriction 2022-12-01 2032-12-01 confidentialité 2022-12-01 2032-12-01 confidentialité 2022-12-01 2032-12-01