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Revue des Composites et des Matériaux Avancés

1169-7954
 

 ARTICLE VOL 24/1 - 2014  - pp.67-79  - doi:10.3166/rcma.24.67-79
TITRE
Analyse Raman in situ de la déformation d’un hydrogel nanocomposite

TITLE
In situ raman study of stressed hydrogel nanocomposite

RÉSUMÉ

Les hydrogels sont des matériaux constitués d’eau (> 90 % en masse) et d’un réseau de chaînes polymères (< 10 % en masse ). Les hydrogels nanocomposites ont été préparés par polymérisation radicalaire du N,N - diméthylacrylamide (DMA) dans une suspension aqueuse de silice colloïdale Ludox MD en présence de N,N’ méthylènebisacrylamide (MBA) comme réticulant. Un hydrogel nanocomposite soumis à une contrainte de compression de 30 kPa a été analysé in situ par microspectrométrie Raman sous 785 nm d’illumination afin de réaliser un suivi extensométrique local au niveau du squelette de la chaîne polymère. Sous chargement mécanique, un important décalage des modes de déformation du réseau de PDMA est observé (~150 cm -1 /MPa), indiquant que le comportement mécanique du système composite nanoparticule de silice - eau - polymère est en partie contrôlé par le réseau polymère minoritaire.



ABSTRACT

Hydrogels are 3- dimensional network of water cross-linked polymers. They are typically 10 wt% highly swollen in an aqueous environment (water > 90 wt%). Nano-hybrid hydrogels have been prepared by free-radical polymerisation of N,N - dimethylacrylamide (DMA) in an aqueous suspension of Ludox TM silica nanoparticles. These nano-hybrid gels were subjected to 30 kPa of compressive stress and analysed in situ by micro Raman spectroscopy using 785 nm laser for excitation, in order to probe any modifications of the polymer back bone under stress. The observed downshift of the PDMA Raman deformation modes (~150 cm -1 /MPa) indicates that the polymer molecules are experiencing tensile stresses, contributing to the mechanical behaviour of the network system.



AUTEUR(S)
Maria TROUILH, Dominique HOURDET, Alba MARCELLAN, Philippe COLOMBAN

MOTS-CLÉS
gel, polymère, hydrogel, tension, nanomécanique

KEYWORDS
gel, polymer, hydrogel, tension, nanomechanics

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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