New rheological developments for reactive processing of poly(ε-caprolactone)

This short review aims to show how an integrated activity on reactive processing have been developed these last years in our laboratory. We can say that the originality of this approach is based on combining developments in chemistry, in line instrumentation, and rheology aspects. Our rheological works can be divided into four important contributions: rheo-physics, rheo-chemistry, rheo-mixing and rheo-processing. These different parts are illustrated from the ε-caprolactone polymerisation in bulk and dispersed media. Rheo-physics studies allowed us to calculate the molecular weight distribution and chain structures of in situ polymerised poly(ε-caprolactone) samples. From rheo-chemistry works, we are now able to predict the variation of the complex shear modulus versus the extent of the polymerisation. The developments of new rheological tools such as rheo-mixer enable us to investigate complex mixing situations encountered in reactive polymer blends and formulations. Lastly, a rheo-processing approach based on the in-line measurement of the viscosity in a slit rheometer at the die exit of the extruder allows us to envisage its application to the experimental control of the reactive processing in extruder. To cite this article: P. Cassagnau et al., C. R. Chimie 9 (2006).

RésuméLe but de cet article est de présenter la démarche scientifique que nous avons développée dans notre laboratoire dans le cadre de la mise en œuvre réactive. Nos travaux en rhéologie peuvent être divisés en quatre grandes contributions : Rhéo-physique, Rhéo-chimie, Rhéo-mélange et Rhéo-procédés. Ces différents aspects sont illustrés à partir de la réaction de polymérisation de l'ε-caprolactone en masse et en milieu dispersé. La rhéo-physique nous a permis de déterminer la micro-structure des chaînes poly(ε-caprolactone) synthétisées in situ. La rhéo-chimie concerne la modélisation de la variation des grandeurs viscoélastiques en fonction de l'état d'avancement de la réaction de polymérisation. D'autre part le développement d'un nouvel outil de mélange adaptable sur un rhéomètre conventionnel nous a permis d'étudier des systèmes réactifs complexes telle que la polymérisation en phase dispersée de l'ε-caprolactone en milieu fondu d'EVA. Enfin, le développement d'une filière rhéologique en filière d'extrudeuse a contribué au développement de modèles de contrôle du procédé d'extrusion réactive. Pour citer cet article : P. Cassagnau et al., C. R. Chimie 9 (2006).