Data Mining of Polymer Phase Transitions upon Temperature Changes by Small and Wide-Angle X-ray Scattering Combined with Raman Spectroscopy

The complex physical transformations of polymers upon external thermodynamic changes are related to the molecular length of the polymer and its associated multifaceted energetic balance. The understanding of subtle transitions or multistep phase transformation requires real-time phenomenological studies using a multi-technique approach that covers several length-scales and chemical states. A combination of X-ray scattering techniques with Raman spectroscopy and Differential Scanning Calorimetry was conducted to correlate the structural changes from the conformational chain to the polymer crystal and mesoscale organization. Current research applications and the experimental combination of Raman spectroscopy with simultaneous SAXS/WAXS measurements coupled to a DSC is discussed. In particular, we show that in order to obtain the maximum benefit from simultaneously obtained high-quality data sets from different techniques, one should look beyond traditional analysis techniques and instead apply multivariate analysis. Data mining strategies can be applied to develop methods to control polymer processing in an industrial context. Crystallization studies of a PVDF blend with a fluoroelastomer, known to feature complex phase transitions, were used to validate the combined approach and further analyzed by MVA

Etude des transitions de phase dans les cyanures halogénures alcalins

Pas disponible / Not availableL'objectif de cette étude est de comprendre le processus de transition ordre-désordre élastique dans les cyanures alcalins et les différences structurales observées à basse température, entre NaCN, KCN et RbCN: ordre ferroélastique puis ordre antiferroélectrique à structure orthorhombique pour KCN et NaCN, désordre électrique mais ordre antiferroélastique à structure monoclinique pour RbCN. Les cyanures alcalins cristallisent dans la structure cubique faces centrées et présentent des propriétés anisotropes mécanique et électrique, liées à la nature des molécules CN-, qui possèdent : 1) un moment quadripolaire élastique du à la non-sphéricité de la molécule CN- ; 2) un moment dipolaire électrique permanent dû à l'asymétrie de la distribution des charges le long de la liaison CN-. Cette double propriété entraîne des interactions élastiques et électriques entre les molécules CN-. Le changement des conditions thermodynamiques (température, pression...) modifie fortement ces interactions et provoque des changements structuraux dans le cristal par l'intermédiaire d'une transition ordre-désordre. La phase pseudocubique, où les CN- sont totalement désorientés, se transforme en une phase où les CN- (quadripolaires élastiques et dipolaires électriques entre molécules CN dans un sous-réseau d'ions CN- rendu incomplet par la présence d'anions de substitution (Cl-, Br- et I-) à encombrement stérique et polarisabilité différents. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l'étude structurale de ces différents systèmes mixtes par des techniques de diffraction des rayons x et des neutrons. Dans un deuxième temps, nous avons, à partir de ces différents résultats, conçu un modèle de calcul de l'énergie d'interaction permettant de connaître la part relative, dans l'énergie du réseau, des interactions à longue et à courte durée. Nous donnons alors une description phénoménologique du processus de transition de phase dans ces composés mixtes cyanures-halogénures alcalin

Etude des transitions de phase dans les cyanures halogenures alcalins

SIGLEINIST T 76124 / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc

Contrôle avancé de production de polyéthylène par spectroscopie Raman

Depuis sa découverte en 1933, le polyéthylène a connu un essor industriel mondial important. Aujourd'hui, le Polyéthylène Basse Densité (PEBD) souffre d'une grande concurrence avec de nombreux polymères. Ainsi, pour conserver ses marchés et répondre exactement aux besoins des clients, des contrôles de laboratoire de plus en plus précis et de nouvelle génération doivent être envisagés dans les usines de production pour obtenir un produit de la meilleure qualité possible. Ce travail de thèse s'inscrit dans cette optique. Dans un premier temps, une étude exploratoire par spectroscopie Raman des différents grades produits par l'usine Total à Carling, avec l'attribution précise des pics du PEBD, la signature des divers réactifs ainsi que le comportement thermique du polymère nous permet une approche microstructurale du problème. Les résultats sont corrélés par Analyse Enthalpique Différentielle (AED) ainsi que par Diffraction des Rayons X (DRX). Ainsi, l'attribution des bandes de vibration en cisaillement des liaisons CH2 s'explique en partie d'un point de vue mécanique et diffère d'un grade à l'autre permettant ainsi leur distinction par spectroscopie Raman. Par ailleurs, au-delà de la mesure de l'indice de Fluidité (IF), du Haze et du dosage des additifs par spectroscopie Raman, les résultats de cette étude montrent qu'il est possible de déterminer et de quantifier la plupart des défauts de production (de type gels, réticulation et oxydation). Des conséquences sur les propriétés applicatives sont mises en évidence et des causes au niveau du procédé de fabrication ont également été recherchéesSince its discovery in 1933, polyethylene has known an important global industrial development. Today, Low Density Polyethylene (LDPE) suffers from high competition with many polymers. In order to preserve its market shares and meet the exact needs of the customers, more and more precise new generation laboratory controls must be considered in production plants to obtain a product with the best possible quality. This thesis work fits into this context. First, an exploratory study by Raman spectroscopy of the various grades produced by Total Carling, with the precise identification of LDPE peaks, the signature of the various reactives, as well as the thermal behavior of the polymer allows us a microstructural approach of the problem. The results are correlated by Differential Scanning Calorimetry (DSC) as well as by X-ray Diffraction (XRD). Thus the attribution of CH2 bending vibration bands is partially comprehensible from a mechanical point of view and differs from one grade to another, allowing their differentiation by Raman spectroscopy. Beyond the measurement of Melt Flow Index (MFI), Haze and additives concentration, the results of this study show that it is possible to determine and to quantify most of the production flaws (gels, cross-linking, and oxidation types). Consequences on the applicative properties are estimated and causes from within manufacturing process were also investigatedMETZ-SCD (574632105) / SudocNANCY1-Bib. numérique (543959902) / SudocNANCY2-Bibliotheque electronique (543959901) / SudocNANCY-INPL-Bib. électronique (545479901) / SudocSudocFranceF

Création d'un tiers-lieu universitaire : vers une réflexion sur les communs ?

The aim of our paper is to describe the experimentation and implementation of a university third-place, an approach initiated in the IUT, then opened up to the Campus and the City. This experimentation questions the theoretical (economic, legal) question of the commons and its application, in turn, on the ground, with the fundamental question of the governance of this third-place. Our approach confirms the possibility of implementing a multi-disciplinary action-research process within a technical Institute.-Notre proposition de communication vise à relater l'expérimentation et la mise en oeuvre d'un tiers-lieu universitaire, démarche initiée en IUT, puis ouverte sur le Campus et la Cité. Cette expérimentation interroge la question théorique (économique, juridique), des communs, des biens communs et son application, en retour, sur le terrain, avec la question fondamentale de la gouvernance de ce tiers-lieu. Notre démarche confirme la possibilité de mettre en oeuvre un processus de recherche-action pluridisciplinaire au sein d'un IUT

Caractérisation spectroscopique du niobate de lithium sous forme de cristaux massifs et de guides d'onde

Due to is large transparency and its important elctro-optic and non linaire optic constants lithium niobate (LN) is one of the most interesting materials for applications in integrated optics. This work deals with the characterisation of LN single crystals as well as LN wave guides by means of Raman spectroscopy (RS) and polaron luminescence (PL). In its congruent composition LN exhibits different types of point defects. Their concentration depends on the composition of the crystal. Our special interest was aimed at bulk crystals of under congruent composition. We managed to extend the linear law which connects the width of certain Raman lines with the composition of the crystal. This law now enables us to measure the out-diffusion of lithium into the titanium guides on a microscopic scale. PL can be observed within a wide range at ~800nm. Its intensity is directly correlated to the degree of the material's chemical reduction. We also demonstrated the relation between the luminescence and the incident intensity and the existence of a value of saturation. The PL was studied in pure, oxidized, reduced and in doped massif crystals as well as in wave guides. We defined a charactérisation method for those crystals. Thus we were able to deduce the spatial mapping of the chemical reduction of LN:Ti wave guide from the mapping of luminescence. This method was also applied to periodically polarised structures PPLN. We have shown that the Raman spectroscopy and the polaron luminescence are non-destructive, efficient and reliable methods for the characterisation of wave guides and PPLN on a microscopic scaleLe niobate de lithium LN est, de par sa large fenêtre transparence et ses grands coefficients électro-optique et optique non linéaire, l'un des matériaux dilélectriques les plus intéressants pour leurs applications en optiques intégrée. Notre étude porte sur la caractérisation de cristaux LN massifs et de guides d'onde par spectroscopie Raman (SR) et luminescence polaron (LP). Dans sa composition congruente, LN présente des défauts ponctuels de plusieurs espèces. Leur concentration dépend de la composition du cristal. Nous avons étudié en particulier des cristaux de composition sous congruente et prolongé la loi linéaire qui relie les largeurs de certaines raies Raman à la composition. Cette loi nous permet de mesurer finement l'exodiffusion du lithium dans les guides diffusé titane. LP est observée sous forme d'une bande large vers 800nm. L'intensité de LP mesure directement le degré de réduction chimique du matériau. Nous avons également montré la relation qui existe entre la luminescence et l'intensité incidente et l'existence d'une valeur de saturation. Cette luminescence a été étudiée dans des cristaux massifs purs, oxydés et réduits, ou dopés et des guides d'onde. Nous avons défini les protocoles de caractérisation et ces mesures permettent de déterminer la carte de réduction chimique en section d'un guide LN:Ti à partir de la carte de luminescence . Nous avons enfin étendu la méthode aux structures périodiquement polarisées PPLN. Nous avons montré que les micro-spectroscopies SR et LP sont des méthodes non destructives, efficaces et fiables pour caractériser les guides d'ondes et les PPLN à l'échelle du micromètreMETZ-SCD (574632105) / SudocSudocFranceF