La présente invention concerne des copolymères à blocs en peigne associant un squelette élastomère et des blocs pendants rigides et présentant ainsi des propriétés d'élastomère thermoplastique. L'invention vise en particulier des copolymères à blocs en peignes qui peuvent être utilisés comme matériau en tant que tel.

Les matériaux à propriétés d'élastomère thermoplastique combinent les propriétés élastiques des élastomères et le caractère thermoplastique, à savoir la capacité de se ramollir et durcir, de manière réversible, sous l'action de la chaleur, des blocs pendants.

D'une manière générale, le greffage de polymère sur une chaîne polyoléfine est surtout utilisé pour la préparation d'un copolymère qui jouera le rôle de compatibilisant (il sera alors utilisé en faible quantité dans une formule) pour améliorer les propriétés de coupages à base de polyoléfines.

Ainsi, le brevet US 5,342,886 décrit la fonctionnalisation d'un EPR (abréviation d'éthylène- propylène-rubber) par de l'anhydride maléique par extrusion réactive puis greffage de polyamide par extrusion réactive. Le copolymère ainsi obtenu est utilisé, en des taux minoritaires dans les compositions, pour compatibiliser des mélanges de polymères incompatibles.

Le greffage de polyamide sur une polyoléfine, pour obtenir un copolymère utilisable en tant que matériau a déjà été décrit. Ainsi, le brevet FR 2 815 037 décrit le greffage de polyamide sur des terpolymères polyéthylène-co-acrylate-co-anhydride maléique (Lotader®) par extrusion réactive pour obtenir des polyoléfines souples à propriétés de résistance thermo- mécaniques améliorées.

Dans le cadre de l'invention, on recherche un matériau à propriétés d'élastomères thermoplastique, à base principalement de monomères de grande commodité à bas coût. On recherche également un matériau qui puisse être fabriqué par un procédé continu, flexible et à bas coût, tel que par exemple par extrusion réactive. L'extrusion réactive est un procédé surtout utilisé pour les thermoplastiques, donc des polymères ayant des hautes températures de transition vitreuse ou de fusion, le cas échéant. Descriptif des figures :

Figure 1 : Module élastique G' (en Pa) en fonction de la déformation (%)

trait discontinu : ML1 , trait pointillé : ML2, trait plein noir : ML3

Figure 2 : facteur de perte (tanô) en fonction de la déformation (%)

trait discontinu : ML1 , trait pointillé : ML2, trait plein noir : ML3

Tout intervalle de valeurs désigné par l'expression « entre a et b » représente le domaine de valeurs allant de plus de a à moins de b (c'est-à-dire bornes a et b exclues) tandis que tout intervalle de valeurs désigné par l'expression « de a à b » signifie le domaine de valeurs allant de a à b (c'est-à-dire incluant les bornes strictes a et b).

Dans la présente description, sauf indication expresse différente, tous les pourcentages (%) indiqués sont des pourcentages en masse.

Par ailleurs, le terme « pce » signifie au sens de l'invention, partie en poids pour cent parties d'élastomère total, donc y compris le copolymère élastomère thermoplastique diène/polypropylène selon l'invention.

Dans la présente description, par l'expression "le long de la chaîne" en se référant à un groupement pendant du polymère, il faut entendre que le polymère comprend des groupements pendants de ce type en plusieurs endroits de la chaîne. Ceci inclut la ou les extrémités de la chaîne mais ne se limite pas à ces emplacements. Lorsqu'un groupement est présent en au moins une extrémité de chaîne, le polymère comprend également au moins un autre groupement pendant de ce type en une autre position dans la chaîne.

Dans la présente description, par l'expression "greffon", il faut entendre le groupement latéral polypropylène fixé sur le tronc de l'élastomère diénique par greffage. L'invention a pour objet un copolymère élastomère thermoplastique diène/polypropylène, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un tronc, ledit tronc dérive d'un élastomère diénique, en ce qu'il comprend 5% à 50% en poids, par rapport au poids total du copolymère, de groupes polypropylène semi-cristallins pendants répartis le long du tronc.

Le copolymère élastomère thermoplastique selon l'invention comprend un tronc diénique qui lui confère des propriétés élastomériques et des blocs pendants polypropylène qui lui confèrent des propriétés thermoplastiques et élastiques.

Le copolymère élastomère thermoplastique peut aussi être dénommé TPE. Structure du TPE (copolymère selon l'invention) :

Le TPE comprend des blocs polypropylène répartis le long du tronc. Plus particulièrement, le copolymère comprend plus avantageusement de de 5 à 30%, encore plus avantageusement de 10 à 30% en poids par rapport au poids total du copolymère, de blocs polypropylène. Le TPE selon l'invention supporte de très grandes déformations avant rupture mais peut s'écouler à une température supérieure à la température de fusion du polypropylène.

En particulier, le copolymère selon l'invention présente un allongement à la rupture d'au moins 140% tel que mesuré par la méthode décrite en page 22, paragraphe « tests mécaniques ».

Le copolymère peut être préparé par tout procédé adapté, en particulier par greffage Avantageusement, les blocs polypropylène semi-cristallins sont greffés sur le tronc. Ainsi, le copolymère est préparé par greffage de blocs polypropylène sur une chaîne élastomère diénique A. Pour permettre ce greffage la chaîne élastomère diénique A comprend des unités fonctionnalisées.

Par « unité fonctionnalisée », on entend au sens de l'invention une unité comprenant un groupe fonctionnel pendant. Ce groupe est apte à réagir avec le groupement terminal du polypropylène fonctionnalisé.

Dans ce qui suit, on utilisera les termes :

« élastomère diénique » pour désigner génériquement l'élastomère dont dérive le tronc du TPE selon l'invention ;

« élastomère diénique A » pour désigner l'élastomère diénique qui comprend des unités fonctionnalisées aptes à réagir avec le groupement terminal du polypropylène fonctionnalisé ;

« élastomère diénique B » pour désigner l'élastomère diénique qui va ensuite être fonctionnalisé pour conduire à l'élastomère diénique A.

Plus particulièrement, le copolymère élastomère thermoplastique selon l'invention est obtenu par réaction :

- d'un élastomère diénique A comprenant des groupements fonctionnels pendant le long dudit élastomère, aptes à réagir avec le groupement terminal du polypropylène ;

- de polypropylène semi-cristallin fonctionnalisé tel que décrit ci-après.

En particulier, le copolymère est obtenu par réaction - d'un élastomère diénique A comprenant des groupements époxydes pendants le long dudit élastomère;

- de polypropylène semi-cristallin fonctionnalisé par un groupement terminal apte à réagir avec les groupements époxydes pendants de l'élastomère diénique A.

Ces copolymères sont des copolymères blocs en peigne associant un squelette élastomère diénique, qui constitue le bloc mou, et des greffons rigides, qui constituent les blocs durs. Le greffage de polypropylène permet de conférer un caractère thermoplastique au copolymère. Dans cette variante, le TPE est obtenu par réaction des fonctions présentes sur l'élastomère diénique avec le groupement terminal présent sur les greffons polypropylène.

Description détaillée de l'élastomère diénique

Dans ce qui suit, on décrit en détail la variante selon laquelle le TPE est préparé par greffage sur un élastomère diénique A.

L'élastomère diénique A a un taux de cristallinité compris dans un domaine allant de 0% à 10%. Avantageusement l'élastomère est amorphe.

L'élastomère diénique A présente une masse molaire moyenne en nombre allant de 10 kg/mol à 500 kg/mol de manière à conférer au TPE de bonnes propriétés élastomériques et une tenue mécanique suffisante et compatible avec l'utilisation notamment en bande de roulement de pneumatique. La masse molaire est déterminée par la méthode décrite en annexe.

L'élastomère diénique A a avantageusement une masse molaire moyenne en nombre allant de 10 kg/mol à 300 kg/mol, plus avantageusement de 30 kg/mol à 100 kg/mol

L'élastomère diénique A comprend des unités portant des groupements fonctionnels aptes à réagir avec le groupement terminal du polypropylène. Avantageusement, un tel groupement fonctionnel est choisi parmi des groupements fonctionnels époxyde, anhydride d'acide, acide carboxylique, plus particulièrement époxyde.

Dans un premier mode de réalisation, l'élastomère diénique A est le produit de la fonctionnalisation par greffage d'un élastomère diénique B. La fonctionnalisation est avantageusement une hydrosilylation. Un procédé de fonctionnalisation d'un polymère diénique avec des groupements époxydes pendants a, par exemple, été décrit dans la demande FR 13/62946.

Dans ce mode de réalisation, les groupements époxydes sont avantageusement liés à l'élastomère diénique A par l'intermédiaire d'un atome de silicium. Le groupement époxyde répond avantageusement à la formule I suivante :

Formule I

où

Ri et R ₂ , identiques ou différents, représente chacun un groupement alkyle en CrC ₅ , aryle en C ₆ -C ₁₄ , alkyle aromatique en C ₇ -Cn ;

R ₃ , R4 et R ₅ , identiques ou différents, représente chacun un atome d'hydrogène ou un groupement alkyle en CrC ₅ , aryle en C ₆ -C ₁₄ , alkyle aromatique en C ₇ -Cn , et préférentiellement un atome d'hydrogène;

Y est un groupement pontant avec une valence égale à i+1 ; et i est un nombre entier d'une valeur allant de 1 à 3, et préférentiellement 1 ;

*désigne un point de liaison avec la chaîne élastomère.

Rx désigne un ou plusieurs des Ri et R ₂ , R ₃ , R ₄ ou R _5.

Dans la formule I, lorsque Rx désigne un radical alkyle, celui-ci comporte 1 à 5 atomes de carbone, de préférence 1 à 4, plus préférentiellement 1 à 3 atomes de carbone. On peut citer à titre d'exemple les radicaux méthyle, éthyle et propyle.

Dans la formule I, lorsque Rx désigne un radical aryle, celui-ci comporte 6 à 14 atomes de carbone. On peut citer à titre d'exemple les radicaux phényle, naphtyle et anthracényle.

Dans la formule I, lorsque Rx désigne un radical alkyl aromatique, celui-ci comporte 7 à 11 atomes de carbone. On peut citer à titre d'exemple les radicaux benzyle, tolyle, xylyle.

Selon des variantes, dans la formule I, R ₃ , R ₄ et R ₅ sont de préférence identiques et représentent un atome d'hydrogène.

Selon d'autres variantes, dans la formule I, Ri et R ₂ , identiques ou différents, désignent de préférence un groupement alkyle en d-Cs. Selon d'autres variantes encore, dans la formule I, Y représente préférentiellement une chaîne hydrocarbonée, linéaire, ramifiée, cyclique, pouvant contenir un ou plusieurs radicaux aromatiques, et/ou un ou plusieurs hétéroatomes, tels que par exemple N, O ou Si. Selon un mode de réalisation préféré, le groupement pontant Y est une chaîne alkyle linéaire ou ramifiée en C ₁ -C24, de préférence C ₁ -C ₁₀ , éventuellement interrompue par un ou plusieurs atomes de silicium et/ou d'oxygène. Plus préférentiellement Y est une chaîne alkyle linéaire en d-Ce interrompue par un ou plusieurs atomes de silicium et/ou d'oxygène. Lorsque la chaîne hydrocarbonée Y comprend au moins un atome de silicium, celui-ci peut être substitué à titre préférentiel par au moins un radical alkyle en C ₁ -C4, de préférence méthyle ou éthyle. Lorsque la chaîne hydrocarbonée Y comprend au moins un atome d'oxygène, celui-ci est de préférence séparé du groupement époxy par un groupement méthylène.

Dans la formule I , i vaut de préférence 1 .

Selon des variantes particulièrement avantageuses, le groupement de formule I présente au moins une des quatre caractéristiques suivantes, de préférence les quatre:

Ri et R ₂ , identiques ou différents, désignent un radical alkyle en C ₁ -C5, de préférence méthyle et éthyle,

R ₃ , R ₄ et R ₅ sont identiques et représentent un atome d'hydrogène,

Y est une chaîne alkyle linéaire en C C ₆ interrompue par au moins un atome d'oxygène séparé du groupement époxy par un groupement méthylène et par au moins un atome de silicium substitué par deux radicaux alkyle, identiques ou différents, en C ₁ -C5, de préférence méthyle et éthyle,

i vaut 1 .

Ainsi, selon certaines variantes particulièrement avantageuses, le groupement de formule I répond à l'une des formules suivantes IA, IB et IC:

IA

IB

désignant dans chacune de ces formules un point de liaison avec la chaîne polymère.

Le taux de greffage du groupement de formule I sur l'élastomère diénique B peut être ajusté de manière connue pour l'homme du métier, en faisant varier différentes conditions opératoires, telles que notamment la quantité de molécules à greffer, la température ou encore le temps de réaction. Il est possible d'atteindre des rendements de greffage quantitatifs.

Ainsi le taux de greffage est de préférence d'au moins 0,1 % molaire de groupements de formule I par rapport à l'élastomère modifié. Le taux de greffage est de préférence d'au plus 50% molaire de groupements de formule I par rapport à l'élastomère modifié, et selon certaines variantes le taux de greffage est inférieur à 20% molaire de groupements de formule I par rapport à l'élastomère modifié. Nous allons maintenant décrire en détail l'élastomère avant fonctionnalisation, désigné pour clarifier la lecture « élastomère diénique B » ou « élastomère B ».

Par élastomère diénique, doit être compris selon l'invention tout polymère issu au moins en partie (i.e., un homopolymère ou un copolymère) de monomères diènes (monomères porteurs de deux doubles liaisons carbone-carbone, conjuguées ou non). L'élastomère diénique B selon l'invention comporte des insaturations de type double liaison carbone- carbone. L'élastomère diénique B présente de préférence entre autres insaturations, des insaturations pendantes le long de la chaîne. Selon certaines variantes, ces insaturations pendantes sont des insaturations dites d'origine vinylique. On appelle insaturations d'origine vinylique, des insaturations pendantes de la chaîne polymérique provenant d'une insertion de type vinylique du monomère diénique dans le polymère. A titre d'exemples d'insaturations d'origine vinylique, on peut citer celles provenant d'une insertion de type 1 ,2- par exemple du butadiène, de l'isoprène ou tout autre diène possédant une insaturation en C1 (c'est-à-dire tout autre diène dont une des doubles liaisons est terminale), ou encore d'insertions de type 3,4- de l'isoprène par exemple.

L'élastomère diénique B susceptible d'être utilisé dans l'invention est tout particulièrement un polymère diénique correspondant à l'une des catégories suivantes:

(a) tout homopolymère obtenu par polymérisation d'un monomère diène conjugué ayant de 4 à 12 atomes de carbone;

(b) tout copolymère de diène conjugué

A titre de diènes conjugués conviennent notamment le butadiène-1 ,3, le 2-méthyl-1 ,3- butadiène, les 2,3-di(alkyle en d-C ₅ )-1 ,3-butadiènes tels que par exemple le 2,3-diméthyl- 1 ,3-butadiène, le 2,3-diéthyl-1 ,3-butadiène, le 2-méthyl-3-éthyl-1 ,3-butadiène, le 2-méthyl-3- isopropyl-1 ,3-butadiène, un aryl-1 ,3-butadiène, le 1 ,3-pentadiène, le 2,4-hexadiène. On peut en particulier citer les 1 ,3-diènes, plus particulièrement le butadiène-1 ,3, le 2-méthyl-1 ,3- butadiène, le 2,3-diméthyl-1 ,3-butadiène, un aryl-1 ,3-butadiène, le 1 ,3-pentadiène. On préfère particulièrement le butadiène-1 ,3 ou le 2-méthyl-1 ,3-butadiène.

Avantageusement, l'élastomère diénique B contient des unités 1 ,3-diène, en particulier le butadiène ou le 2-méthyl-1 ,3-butadiène.

Dans l'élastomère diénique B le taux molaire d'unités issues du diène est supérieur à 10%, avantageusement supérieur ou égal à 25%. Il peut être de 100% pour un homopolymère. En particulier, l'élastomère diénique B est un homopolymère de 1 ,3-diène.

L'homopolymère peut être obtenu par polymérisation anionique, Ziegler Natta, radicalaire, ou avec des systèmes catalytiques à base de métallocènes (EP 1 092 733). L'élastomère B peut être un copolymère statistique issu de la polymérisation d'un ou plusieurs diénes conjugués avec un ou plusieurs composés choisis parmi les a-monooléfine aliphatiques, α-monooléfine aromatiques et l'éthylène. En particulier, l'élastomère B est un copolymère statistique issu de la polymérisation d'un ou plusieurs 1 ,3 diénes avec un ou plusieurs composés choisis parmi les α-monooléfine aliphatiques, α-monooléfine aromatiques et l'éthylène.

Selon une première variante, l'élastomère diénique B est un copolymère statistique issu de la polymérisation d'au moins un ou plusieurs diénes conjugués et de composés a-monooléfine aromatiques.

De tels copolymères contiennent typiquement de 20 à 99% en poids d'unités issues de diène conjugué et de 1 à 80% en poids d'unités issues du monomère α-monooléfine aromatique. A titre de diénes conjugués conviennent les diènes définis précédemment, en particulier les 1 ,3 diènes.

A titre de monomère α-monooléfine aromatique conviennent les composés vinylaromatiques ayant avantageusement de 8 à 20 atomes de carbone. A titre de composés vinylaromatiques conviennent par exemple le styrène, l'ortho-, méta-, para-méthylstyrène, le mélange commercial "vinyle-toluène", le para-tertiobutylstyrène, les méthoxystyrènes, les chl orostyrènes, le vinylmésitylène, le divinylbenzène, le vinylnaphtalène.

Préférentiellement, l'élastomère diénique B est choisi dans le groupe constitué par les polybutadiènes (BR), les polyisoprènes, en particulier les polyisoprènes de synthèse (IR), les copolymères de butadiène, les copolymères d'isoprène, et les mélanges de ces élastomères. De tels copolymères sont plus préférentiellement choisis dans le groupe constitué par les copolymères de butadiène-styrène (SBR), que ces derniers soient préparés par polymérisation en émulsion (ESBR) comme en solution (SSBR), les copolymères d'isoprène- butadiène (BIR), les copolymères d'isoprène-styrène (SIR) et les copolymères d'isoprène- butadiène-styrène (SBIR).

Ces copolymères peuvent être synthétisés par polymérisation anionique, radicalaire (par exemple émulsion ou solution) selon des procédés bien connus de l'homme du métier.

Selon une deuxième variante, l'élastomère diénique B est un copolymère statistique issu de la polymérisation d'au moins un ou plusieurs diènes conjugués et de composés a- monooléfine aliphatiques. A titre de diènes conjugués conviennent les diènes définis précédemment, en particulier les 1 ,3 diènes.

Le monomère α-monooléfine aliphatique comprend avantageusement de 3 à 18 atomes de carbone. Les monomères α-monooléfine aliphatiques sont avantageusement choisis parmi le propène, le butène, l'hexène et l'octène. De tels copolymères peuvent être préparés en présence de systèmes catalytiques à base de métallocène, tel que par exemple par le procédé décrit dans la demande WO 2005/028256.

Selon une troisième variante, l'élastomére diénique B est un copolymère statistique issu de la polymérisation d'au moins un ou plusieurs diènes conjugués et d'éthylène. En particulier, l'élastomére diénique B est un copolymère statistique issu de la polymérisation d'au moins un ou plusieurs 1 ,3 diènes et d'éthylène.

L'élastomére B comprend des unités issues de l'éthylène et des unités issues de diène conjugué comportant une double liaison carbone-carbone, lesquelles unités sont distribuées statistiquement au sein dudit élastomère.

Selon un mode de réalisation de cette variante de l'invention, les unités issues de l'éthylène, présentent dans l'élastomére B, représentent au moins 50% en mole de l'ensemble des unités monomères dudit élastomère.

Avantageusement, l'élastomére diénique B comprend des unités qui ont pour motif un cycle hydrocarboné bivalent à 6 atomes de carbone de type 1 ,2-cyclohexane. Le taux molaire de telles unités est avantageusement égal ou supérieur à 20%, par rapport à l'ensemble des unités issues de diène conjugué.

Selon un mode de réalisation particulier de cette variante de l'invention, l'élastomére B comprend les unités UA, UB, UC et UD suivantes distribuées statistiquement au sein dudit élastomère,

UA) selon un pourcentage molaire de m %

CH2 CH2

UB) — CH ₂ R ₆ C CR ₇ CH ₂ selon un pourcentage molaire de n% CH ₂

C R ₇

— CH _? C

UC) R ₆ selon un pourcentage molaire de o%

UD) selon un pourcentage molaire de p%

^■ R ₆ et R ₇ , identiques ou différents, représentent chacun un atome d'hydrogène, un radical méthyle ou un radical phényle substitué ou non en position ortho, méta ou para par un radical méthyle, avantageusement R ₆ et R ₇ représentent chacun un hydrogène

^■ m > 50

^■ 0 < o + p < 25

■ n + o >0

^■ m, n, o et p étant des nombres allant de 0 à 100

^■ les pourcentages molaires respectifs de m, n, o, et p étant calculés sur la base de la somme de m + n + o + p qui est égale à 100.

Selon un autre mode de réalisation particulier de cette variante de l'invention, l'élastomère B contient également des unités UE distribuées statistiquement au sein dudit élastomère :

UE) selon un pourcentage molaire de q%

p + q > 10

0 ^■ les pourcentages molaires respectifs de m, n, o, p et q étant calculés sur la base de la somme de m + n +o + p + q qui est égale à 100.

Alors que le motif de l'unité UD forme un cycle hydrocarboné bivalent à 6 atomes de carbone de type 1 ,2-cyclohexane, le motif de l'unité UE forme un cycle hydrocarboné bivalent à 6 atomes de carbone de type 1 ,4-cyclohexane.

Selon un autre mode de réalisation de cette variante de l'invention, l'élastomère B contient également des unités UF distribuées statistiquement au sein de l'élastomère,

R ₉

UF) — ^CH 2— ^CH — selon un pourcentage molaire de r%

^■ R ₉ désignant un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone ou un radical aryle,

^■ 0< r <25, de préférence 0< r <10,

" les pourcentages molaires respectifs de m, n, o, p et r étant calculés sur la base de la somme de m+ n + o + p + r qui est égale à 100.

Selon ce mode de réalisation particulier de cette variante de l'invention, l'élastomère B peut comprendre q% d'unités UE distribuées statistiquement au sein de l'élastomère, auquel cas les pourcentages molaires respectifs de m, n, o, p, q et r sont calculés sur la base de la somme de m+ n + o + p + q + r qui est égale à 100.

Il est entendu que l'élastomère B peut être constitué par un mélange d'élastomères qui contiennent les unités UA, UB, UC, UD, UE et UF selon les pourcentages molaires respectifs m, n, o, p, q et r tels que définis précédemment et qui se différencient des uns des autres par leur macrostructure ou leur microstructure, en particulier par le taux molaire respectif des unités UA, UB, UC, UD, UE et UF.

Selon l'un quelconque des modes de réalisation de cette variante de l'invention, de préférence l'élastomère B ne contient pas d'unité UF. Selon un mode de réalisation de cette variante l'invention, au moins l'un des deux pourcentages molaires p et q est de préférence différent de 0. Autrement dit, de préférence l'élastomére diénique B contient au moins l'un des motifs qui sont un cycle hydrocarboné bivalent à 6 atomes de carbone de type 1 ,2-cyclohexane et un cycle hydrocarboné bivalent à 6 atomes de carbone de type 1 ,4-cyclohexane. De manière plus préférentielle p est strictement supérieur à 0.

Selon un mode de réalisation de cette variante de l'invention, l'élastomére B présente au moins un des critères suivants, et préférentiellement tous :

^■ m > 65

^■ n + o + p + q > 15, de préférence encore 20

^■ 10 > p + q > 2

^■ 1 > n / (o + p + q )

^■ lorsque q est non nul, 20 > p / q > 1

Selon un autre mode de réalisation préférentiel de cette variante de l'invention, l'élastomére B contient comme unités uniquement les unités UA, UB, UC, UD et UE selon leur pourcentage molaire respectif m, n, o, p et q, de préférence tous différents de 0.

Selon un autre mode de réalisation préférentiel de cette variante de l'invention, l'élastomére B contient comme unités uniquement les unités UA, UB, UC et UD selon leur pourcentage molaire respectif m, n, o et p, de préférence tous différents de 0.

Selon l'un quelconque des modes de réalisations de cette variante de l'invention, les unités UB présentes dans l'élastomére B ont de préférence la configuration trans représentée par la formule suivante :

R ₆

-CH ₂ ^: C CH ₂ —

R ₇

où R ₆ et R ₇ sont tels que définis précédemment. L'élastomère B peut être obtenu selon différentes méthodes de synthèses connues de l'homme du métier, notamment en fonction des valeurs visées de m, n, o, p, q et r. Généralement, l'élastomère B peut être préparé par copolymérisation d'au moins un monomère diène conjugué et d'éthylène et selon des méthodes de synthèse connues, en particulier en présence de système catalytique comprenant un complexe métallocène. On peut citer à ce titre les systèmes catalytiques à base de complexes métallocènes, lesquels systèmes catalytiques sont décrits dans les documents EP 1 092 731 A1 , EP 1 554 321 A1 , EP 1 656 400 A1 , EP 1 829 901 A1 , EP 1 954 705 A1 , EP 1 957 506 A1 , au nom des Demanderesses.

A titre de diènes conjugués conviennent les 1 ,3-diènes, en particulier le butadiène-1 ,3.

Ainsi, selon certaines de ces méthodes de synthèse, l'élastomère B peut être obtenu par copolymérisation d'au moins un monomère diène conjugué et de l'éthylène, en présence d'un système catalytique comprenant un complexe métallocène de lanthanide avec des ligands ansa de type fluorényle. On peut citer à ce titre les complexes métallocènes décrits dans les documents EP 1 092 731 A1 , EP 1 554 321 A1 , EP 1 954 705 A1 .

L'élastomère B qui contient des unités UF selon un mode de réalisation particulier de cette variante de l'invention peut être obtenu par copolymérisation d'au moins un monomère diène conjugué et de deux oléfines, telles que l'éthylène et une alpha-oléfine, en présence d'un système catalytique comprenant un complexe métallocène de lanthanide avec des ligands de type ansa cyclopentadiényle-fluorényle. A titre de monomère alpha-oléfine convient par exemple une alpha-oléfine ayant de 3 à 18 atomes de carbone, avantageusement ayant 3 à 6 atomes de carbone. On peut citer le propylène, le butène, le pentène, l'hexène ou un mélange de ces composés. Comme termonomère associé à au moins un monomère diène conjugué et l'éthylène, on peut aussi citer un dérivé du styrène. Les systèmes catalytiques à base de complexes métallocènes peuvent être ceux décrits dans les documents EP 1 092 731 A1 , EP 1 656 400 A1 , EP 1 829 901 A1 , EP 1 957 506 A1 , au nom des Demanderesses. L'élastomère B peut être préparé conformément aux documents cités précédemment, en adaptant les conditions de polymérisation par des moyens connus de l'homme de l'art, de manière à atteindre des valeurs de masse molaire moyenne en nombre (Mn) recherchées. Dans un deuxième mode de réalisation, le groupement fonctionnel peut être introduit par copolymérisation des monomères diènes conjugués, notamment 1 ,3-diène avec des monomères portant un tel groupement fonctionnel.

Ainsi, l'élastomère diénique A est avantageusement le produit de la copolymérisation d'au moins un monomère diène conjugué et d'au moins un monomère portant ledit groupement fonctionnel.

A titre de diènes conjugués conviennent notamment le butadiène-1 ,3, le 2-méthyl-1 ,3- butadiène, les 2,3-di(alkyle en d-C ₅ )-1 ,3-butadiènes tels que par exemple le 2,3-diméthyl- 1 ,3-butadiène, le 2,3-diéthyl-1 ,3-butadiène, le 2-méthyl-3-éthyl-1 ,3-butadiène, le 2-méthyl-3- isopropyl-1 ,3-butadiène, un aryl-1 ,3-butadiène, le 1 ,3-pentadiène, le 2,4-hexadiène. On préfère particulièrement le butadiène ou le 2-méthyl-1 ,3-butadiène.

A titre de monomère fonctionnalisé conviennent notamment :

- les esters et éthers de glycidyle aliphatiques tels que l'allylglycidyléther, le vinylglycidyléther, le maléate et l'itaconate de glycidyle, l'acrylate et le méthacrylate de glycidyle,

- les esters et éthers de glycidyle alicycliques tels que le 2-cyclohexène-4,5- diglycidylcarboxylate, le cyclohexène-4-glycidyl carboxylate, le 5-norbornène-2- méthyl-2- glycidyl carboxylate et l'endo-cis-bicyclo(2,2,1 )-5-heptène-2,3- diglycidyl dicarboxylate,

- les anhydrides maléique, itaconique, citraconique, allylsuccinique, cyclohex 4-ène- 1 ,2- dicarboxylique, 4-méthylènecyclohex-4-ène-1 ,2-dicarboxylique, bicyclo(2,2, 1 )hept-5-ène-2,3- dicarboxylique, et x-méthylbicyclo(2,2, 1 ) hept 5-ène-2,2-dicarboxylique.

Peuvent également être copolymérisés, avec ces monomères, d'autres monomères, en particulier choisis parmi les monomères d'a-monooléfine aliphatiques, des monomères a- monooléfine aromatiques et l'éthylène, tels que définis précédemment. Ces unités sont distribuées statistiquement dans l'élastomère A.

Description détaillée des blocs polypropylène :

Dans ce qui suit, on décrit en détail la variante selon laquelle ces blocs sont des greffons. Les blocs polypropylène sont semi-cristallins. Ainsi, ils ont un taux de cristallinité avantageusement compris entre 20% et 80%, plus avantageusement compris entre 50% et 70%.

Les blocs dérivent avantageusement de polymères semi-cristallins présentant une masse molaire moyenne en nombre inférieure à 10 000 g/mol, de préférence variant de 1 000 g/mol à 8 500 g/mol.

La masse molaire est mesurée selon la méthode décrite en annexe.

On utilisera pour la définition des blocs thermoplastiques la caractéristique de température de fusion (Tf) du bloc rigide thermoplastique. Cette caractéristique est bien connue de l'homme du métier.

Le bloc polypropylène a de préférence une Tf supérieure ou égale à 80°C. Préférentiellement, ce bloc thermoplastique a une Tf comprise dans un domaine variant de 80°C à 250°C. De préférence, la Tf de ce bloc polypropylène est préférentiellement de 100°C à 200°C, plus préférentiellement de 100°C à 180°C.

Avantageusement, les greffons dérivent de polymères semi-cristallins présentant une masse molaire moyenne en nombre inférieure à 10 000 g/mol, de préférence variant de 1 000 à 8 500 g/mol, et une température de fusion variant de 80°C à 250°C, plus avantageusement de 100°C à 200°C, encore plus avantageusement de 100°C à 180°C.

Les blocs dérivent avantageusement de polypropylène terminé par un groupement terminal. Avantageusement, le polypropylène n'a qu'un groupement terminal fonctionnel. Le groupement terminal apte à réagir avec les fonctions présentes sur l'élastomére est avantageusement un anhydride, en particulier l'anhydride maléique, un époxy, un acide carboxylique, ou un alcool. Avantageusement, les blocs dérivent de polymères de polypropylène semi-cristallin terminé monoanhydride maléique.

Procédé de fabrication :

L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'un copolymère selon l'invention.

Dans une variante préférée de l'invention, le copolymère est préparé par greffage de blocs polypropylène sur un élastomère diénique. Le greffage peut être réalisé par tout procédé connu de l'homme de l'art, en particulier par extrusion réactive. Dans une variante avantageuse, le procédé de fabrication comprend la réaction :

- d'un élastomère diénique A comprenant des unités issues de la polymérisation d'un diène conjugué et comprenant en outre des fonctions aptes à réagir avec le groupement terminal du polypropyléne pendantes le long de la chaîne ;

- de polypropyléne semi-cristallin fonctionnalisé par un groupement terminal apte à réagir avec les fonctions présentes sur l'élastomère

dans des proportions massiques : élastomère / polypropyléne variant de 60/40 à 95/5 en solution ou par mise en contact à l'état fondu en absence de solvant, en particulier dans une extrudeuse.

La réaction est avantageusement réalisée dans un extrudeur-réacteur continu. On parle alors de procédé d'extrusion réactive.

Les fonctions aptes à réagir avec le groupement terminal du polypropyléne sont avantageusement des fonctions époxyde.

Avantageusement, la réaction de l'élastomère avec le polypropyléne est réalisée par mise en contact à l'état fondu à une température variant de 100°C à 200 °C, par exemple dans une extrudeuse.

Au cours de ce procédé, on peut également introduire des additifs, en particulier un ou des catalyseurs de la réaction de greffage. De tels catalyseurs permettent d'augmenter le taux de polypropyléne greffé. Les catalyseurs peuvent être des imidazoles, en particulier le 1 -butyl-2- (5'-methyl-2'-furoyl)imidazole.

Au cours de ce procédé, avantageusement au moins 10% en poids du polypropyléne introduit est greffé sur l'élastomère.

Le TPE, obtenu par ce procédé, est tel que décrit précédemment. Le mélange le comprenant peut en outre comprendre du polypropyléne et de l'élastomère diénique n'ayant pas réagi, le cas échéant des catalyseurs de la réaction de greffage.

L'invention a aussi pour objet le TPE obtenu par le procédé selon l'invention, précédemment décrit.

L'invention a aussi pour objet le mélange obtenu par le procédé selon l'invention, précédemment décrit. Ce mélange comprend le TPE et peut en outre comprendre du polypropyléne et de l'élastomère n'ayant pas réagi, le cas échéant des catalyseurs de la réaction de greffage. Compositions :

L'invention a également pour objet une composition comprenant au moins 50% en poids d'un TPE selon l'invention. L'invention a aussi pour objet une composition comprenant le mélange obtenu par le procédé selon l'invention, avantageusement en une quantité d'au moins 50% en poids. En particulier, le TPE ou le mélange selon l'invention peut être le polymère majoritaire en poids de la composition voire le seul polymère de la composition.

La composition est avantageusement une composition de caoutchouc, en particulier une composition utilisable dans la fabrication d'un pneumatique. Le TPE ou le mélange selon l'invention est particulièrement utile pour la préparation de compositions pour bande de roulement. Le TPE ou le mélange selon l'invention permet de fabriquer une bande de roulement permettant d'obtenir un très bon compromis des performances en adhérence et en résistance au roulement.

Si d'éventuels autres élastomères sont utilisés dans la composition, le ou les TPE conformes à l'invention ou les élastomères du mélange selon l'invention constituent la fraction majoritaire en poids ; ils représentent alors au moins 65%, de préférence au moins 70% en poids, plus préférentiellement au moins 75% en poids de l'ensemble des élastomères présents dans la composition. De manière préférentielle également, le ou les TPE selon l'invention ou les élastomères du mélange selon l'invention (TPE + élastomère n'ayant pas réagi) représentent au moins 95% (en particulier 100%) en poids de l'ensemble des élastomères présents dans la composition.

Ainsi, la quantité de TPE conforme à l'invention ou d'élastomères du mélange selon l'invention est comprise dans un domaine qui varie de 65 à 100 pce, préférentiellement de 70 à 100 pce et notamment de 75 à 100 pce. De manière préférentielle également, la composition contient de 95 à 100 pce de TPE selon l'invention ou d'élastomères du mélange selon l'invention. Le ou les TPE selon l'invention ou les élastomères du mélange selon l'invention sont préférentiellement le ou les seuls élastomères de la composition de caoutchouc, en particulier de la bande de roulement.

Le ou les TPE selon l'invention ou le mélange selon l'invention sont suffisants à eux seuls pour que soit utilisable la bande de roulement selon l'invention.

La composition selon l'invention, peut comporter en outre au moins un (c'est-à-dire un ou plusieurs) autre caoutchouc diénique à titre d'élastomère non thermoplastique. Le taux total de cet autre caoutchouc diénique additionnel, optionnel, est compris dans un domaine variant de 0 à 35 pce, préférentiellement de 0 à 30 pce, plus préférentiellement de 0 à 25 pce, et plus préférentiellement encore de 0 à 5 pce. De manière très préférentielle également, la composition selon l'invention ne contient pas d'autre caoutchouc diénique additionnel.

Par deuxième élastomère ou caoutchouc « diénique », doit être compris de manière connue un (on entend un ou plusieurs) élastomère issu au moins en partie (i.e. ; un homopolymère ou un copolymère) de monomères diènes (monomères porteurs de deux doubles liaisons carbone carbone, conjuguées ou non).

Par deuxième élastomère diénique, doit être compris selon l'invention tout élastomère synthétique issu au moins en partie de monomères diènes. Plus particulièrement, par deuxième élastomère diénique, on entend tout homopolymère obtenu par polymérisation d'un monomère diène conjugué ayant 4 à 12 atomes de carbone, ou tout copolymère obtenu par copolymérisation d'un ou plusieurs diènes conjugués entre eux ou avec un ou plusieurs composés vinylaromatiques ayant de 8 à 20 atomes de carbone. Dans le cas de copolymères, ceux-ci contiennent de 20 % à 99 % en poids d'unités diéniques, et de 1 à 80 % en poids d'unités vinylaromatiques . A titre de diènes conjugués utilisables dans le procédé conforme à l'invention conviennent notamment le butadiène-1 ,3, le 2-méthyl-l,3-butadiène, les 2,3 di(alcoyle en Cl à C5)-l,3- butadiène tels que par exemple le 2,3-diméthyl-l ,3- butadiène, 2,3-diéthyl-l,3-butadiène, 2- méthyl-3-éthyl-l,3-butadiène, le 2-méthyl-3-isopropyl- l,3-butadiène, le phényl-1 ,3- butadiène, le 1 ,3-pentadiène, le 2,4 hexadiène, etc.

Le deuxième élastomère diénique de la composition conforme à l'invention est choisi préférentiellement dans le groupe des élastomères diéniques constitué par les polybutadiènes, les polyisoprènes de synthèse, le caoutchouc naturel, les copolymères de butadiène, les copolymères d'isoprène et les mélanges de ces élastomères. De tels copolymères sont plus préférentiellement choisis dans le groupe constitué par les copolymères du styrène (SBR, SIR et SBIR), les polybutadiènes (BR) et le caoutchouc naturel (NR). Charge nanométrique ou renforçante

Le ou les TPE ou le mélange selon l'invention sont suffisants à eux seuls pour que soit utilisable la composition selon l'invention, en particulier la bande de roulement. Lorsqu'une charge renforçante est utilisée, on peut utiliser tout type de charge habituellement utilisée pour la fabrication de pneumatiques, par exemple une charge organique telle que du noir de carbone, une charge inorganique telle que de la silice, ou encore un coupage de ces deux types de charge, notamment un coupage de noir de carbone et de silice.

Pour coupler la charge inorganique renforçante à l'élastomère, on peut par exemple utiliser un agent de couplage (ou agent de liaison) au moins bifonctionnel destiné à assurer une connexion suffisante, de nature chimique et/ou physique, entre la charge inorganique (surface de ses particules) et l'élastomère selon l'invention, en particulier des organosilanes ou des polyorganosiloxanes bifonctionnels.

Plastifiants

Le ou les TPE ou le mélange selon l'invention sont suffisants à eux seuls pour que soit utilisable la composition selon l'invention, en particulier la bande de roulement.

Toutefois, selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la composition peut en outre comporter également, un agent plastifiant, tel qu'une huile (ou huile plastifiante ou huile d'extension) ou une résine plastifiante dont la fonction est de faciliter la mise en œuvre de la bande de roulement, particulièrement son intégration au pneumatique par un abaissement du module et une augmentation du pouvoir tackifiant. Additifs divers

La composition peut en outre comporter par ailleurs les divers additifs usuellement présents dans les compositions pour pneumatiques, en particulier les bandes de roulements, connues de l'homme du métier. On choisira par exemple un ou plusieurs additifs choisis parmi les agents de protection tels que antioxydants ou antiozonants, anti-UV, les divers agents de mise en œuvre ou autres stabilisants, ou encore les promoteurs aptes à favoriser l'adhésion au reste de la structure de l'objet pneumatique. De manière préférentielle, la composition ne contient pas tous ces additifs en même temps et de manière encore plus préférentielle, la composition ne contient aucun de ces agents.

Dans une variante avantageuse de l'invention, on citera tout particulièrement des agents antioxydant, des agents de nucléation, Les agents de nucléation peuvent en particulier être choisi parmi 1 ,3,5-Tris(2,2-dimethylpropionylamino)benzene, les amides décrits dans le brevet US 7790793 B2, 1 ,2,3-trideoxy-4,6 :5,7-bis-0-[(4-propylphenyl)methylene]-nonitol (TBPMN), Milliken Hyperform® HPN-20, Milliken Hyperform® HPN-68L, Milliken Hyperform® HPN-600ei, Milliken Millad® NX™ 8000.

Egalement et à titre optionnel, la composition peut contenir un système de réticulation connu de l'homme du métier. Préférentiellement, la composition ne contient pas de système de réticulation. De la même manière, la composition peut contenir une ou plusieurs charges micrométriques, inertes telles que les charges lamellaires connues de l'homme de l'art. De préférence, la composition ne contient pas de charge micrométrique. L'invention a aussi pour objet un pneumatique dont un de ses éléments constitutifs comprend une composition selon l'invention. Cet élément constitutif est avantageusement la bande de roulement.

Cette bande de roulement peut-être montée sur un pneumatique de manière classique, ledit pneumatique comprenant en plus de la bande de roulement selon l'invention, un sommet, deux flancs et deux bourrelets, une armature de carcasse ancrée aux deux bourrelets, et une armature de sommet. Optionnellement, le pneumatique selon l'invention peut comprendre en outre une sous-couche ou une couche d'adhésion entre la portion sculptée de la bande de roulement et l'armature de sommet.

L'invention a en particulier pour objet un pneumatique comprenant une bande de roulement, un sommet avec une armature de sommet, deux flancs, deux bourrelets, une armature de carcasse ancrée aux deux bourrelets et s'étendant d'un flanc à l'autre, dans lequel la bande de roulement comprend au moins un élastomère thermoplastique, ledit élastomère thermoplastique étant un copolymère selon l'invention, et le taux total d'élastomère thermoplastique étant compris dans un domaine variant de 65 à 100 pce (parties en poids pour cent parties d'élastomère).

Préparation

Les TPE ou le mélange selon l'invention peuvent être mis en œuvre de façon classique pour des TPE, par extrusion ou moulage, par exemple à partir d'une matière première disponible sous la forme de billes ou de granulés.

La bande de roulement pour le pneumatique selon l'invention peut être préparée par incorporation des différents composants dans un mélangeur, puis utilisation d'une filière permettant de réaliser le profilé. La bande de roulement est ensuite sculptée dans le moule de cuisson du pneumatique. Les différents composants peuvent par exemple être le polypropylène fonctionnel et l'élastomère diénique selon l'invention, décrits précédemment, le cas échéant des catalyseurs de la réaction de greffage et/ou un ou plusieurs des autres additifs décrits précédemment. Les différents composants peuvent également être le TPE selon l'invention ou un mélange selon l'invention, un deuxième caoutchouc diénique tel que décrits précédemment et le cas échéant un ou plusieurs des autres additifs décrits précédemment.

Le mélangeur peut par exemple être une extrudeuse bi-vis, de façon à réaliser la fusion de la matrice et des greffons et une incorporation de tous les ingrédients.

Les caractéristiques précitées de la présente invention, ainsi que d'autres, seront mieux comprises à la lecture de la description suivante de plusieurs exemples de réalisation de l'invention, donnés à titre illustratif et non limitatif en relation avec les annexes jointes. Mesures et tests utilisés

1. Chromatographie d'exclusion stérique

Préparation du polymère: Il n'y a pas de traitement particulier de l'échantillon de polymère avant analyse. Celui-ci est simplement solubilisé, dans du (tétrahydrofurane + 1 %vol. d'eau distillée), à une concentration d'environ 1 g/L. Puis la solution est filtrée sur filtre de porosité 0,45μηι avant injection.

Analyse SEC: L'appareillage utilisé est un chromatographe « WATERS alliance ». Le solvant d'élution est du tétrahydrofurane. Le débit est de 0,7 mL/min, la température du système de 35°C et la durée d'analyse de 90 min. On utilise un jeu de quatre colonnes WATERS en série, de dénominations commerciales « STYRAGEL HMW7 », « STYRAGEL HMW6E » et deux « STYRAGEL HT6E ».

Le volume injecté de la solution de l'échantillon de polymère est 100 μί. Le détecteur est un réfractomètre différentiel « WATERS 2410 » et le logiciel d'exploitation des données chromatographiques est le système « WATERS EMPOWER».

Les masses molaires moyennes calculées sont relatives à une courbe d'étalonnage réalisée à partir de polystyrènes étalons commerciaux « PSS READY CAL-KIT ».

Les conditions sont adaptables par l'homme du métier.

2. Détermination de la distribution de masses molaires des greffons PP par Chromatographie d'Exclusion Stérique Haute Température (HT-SEC) : Les analyses HT-SEC sont effectuées sur un système Viscotek (Malvern Instruments) équipé de 3 colonnes (Polefin 300 mm x 8 mm I. D. from Polymer Standards Service, porosity of 1 000 Â, 100 000 Â and 1 000 000 Â). 200μί d'une solution à une concentration de 5mg/mL de polymère est élué dans le 1 ,2,4-trichlorobenzene à un débit de 1 mL/min à 150°C. La phase mobile est stabilisée avec du 2,6-di(tert-butyl)-4-methylphenol (200 mg.L-1 ). Une détection en ligne est utilisée avec un détecteur différentiel d'indice de réfraction (RI), un détecteur par diffusion de la lumière (LS) à faible angle (7°, LALS) et angle droit (90°, RALS) et un viscosimètre différentiel à 4 capillaires.

Une courbe de calibration conventionnelle, obtenue avec des étalons polyéthylène (Polymer Standards Service, Mainz, Germany) allant de 500 à 100 000 g.mol-1 , est utilisée pour calculer la distribution de masse molaire des échantillons.

Les masses molaires moyennes en nombre absolues sont calculées à partir des signaux des détecteurs RALS/LALS et RI et en utilisant l'incrément d'indice (dn/dc) du polyéthylène.

Le logiciel OmniSEC 5.02 de Malvern Instrument est utilisé pour les calculs.

La méthode est décrite dans la référence Macromol. Symp. 2013, 330, 42-52.

3. Viscosité :

La viscosité Mooney ML (1 +4) à 100° C est mesurée selon la norme ASTM D-1646 avec un consistomètre oscillant. La mesure de la viscosité Mooney se fait selon le principe suivant : l'échantillon analysé à l'état cru (i.e., avant cuisson) est moulé (mis en forme) dans une enceinte cylindrique chauffée à une température donnée (par exemple 35°C ou 100°C). Après une minute de préchauffage, le rotor tourne au sein de l'éprouvette à 2 tours/minute et on mesure le couple utile pour entretenir ce mouvement après 4 minutes de rotation.

4. Méthode de mesure du taux de polypropylène PP greffé par RMN

La quantité de polypropylène greffé est déterminée par RMN avec rotation à l'angle magique (HR-MAS) dans un solvant de l'élastomère diénique avant la réaction de greffage, par exemple le chloroforme deutéré. Les échantillons (environ 10mg d'élastomère) sont introduits dans un rotor avec 90μί de chloroforme deutéré. Les spectres sont acquis sur un spectrométre Avance 500 MHz Bruker équipé d'une sonde dual 1 H/13C HRMAS z-grad 4 mm Bruker. L'expérience RMN 1 H quantitative utilise une séquence simple impulsion 30° et un délai de répétition de 5 secondes entre chaque acquisition. 128 accumulations sont réalisées à température ambiante. Cette méthode permet de différencier le polypropylène libre du polypropylène greffé, en effet seul le polypropylène greffé est observé. Il est vérifié au préalable sur un mélange témoin non réactif contenant un polypropylène qui diffère du polypropylène utilisé dans la réaction de greffage en ce qu'il n'est pas fonctionnel, et la matrice diènique qu'aucun signal du polypropylène n'est observé.

Les signaux suivants correspondant au polypropylène greffé sont observés:

les motifs -CH- (51 H=1.54ppm, 513C=28.9ppm),

les motifs -CH2- (511-1=1.17 et 0.78ppm, 513C=45.4ppm)

les motifs -CH3 (51 H=0.83ppm, 513C=20.1 ppm).

L'intégration des signaux des protons du polypropylène est réalisée entre 0.9 et 0.4ppm comptant pour 4 protons, après avoir retranché les signaux issus de la matrice diènique présents dans cette zone (CH3 terminaux).

5. Tests mécan iq ues :

La contrainte à la rupture (MPa), l'allongement à la rupture (%) sont mesurés par des essais de traction selon la norme française NF T 46-002 de septembre 1988. Toutes ces mesures de traction sont effectuées dans les conditions normales de température (23 ±2.deg.C) et d'hygrométrie (50 ±5% d'humidité relative), selon la norme française N F T 40-101 (décembre 1979). Les mesures sont effectuées sur des éprouvettes H2 à une vitesse de traction de 500mm/min. La déformation est mesurée en suivant le déplacement de la traverse.

6. Méthode de mesure des propriétés dynamiques

Les propriétés dynamiques des matériaux (G' et tanô) ont été mesurées sur une DMA+ 450 de chez Metravib en cisaillement sinusoïdale à une fréquence de 10Hz et à une température de 23°C. Les mesures sont conduites à déformation imposée en effectuant un balayage en déformation de 0,1 à 50% aller et retour. Les éprouvettes utilisées sont constituées de 2 disques de matière de 10mm de diamètre et 2mm d'épaisseur collées entre des cylindres métalliques de 10mm d'épaisseur et 10mm de diamètre avec une colle de type cyanoacrylate. Avant cela, les échantillons sont moulés à 160°C (diamètre 25mm, épaisseur 2mm) pendant 5 minutes, puis découpés à un diamètre de 10mm avec un emporte-pièce. Le module de conservation élastique G', le module visqueux G" et le facteur de perte tanô sont mesurés.

7. Méthode de mesure du taux de cristallinité

La norme ISO 1 1357-3 :2011 est utilisée pour déterminer la température et l'enthalpie de fusion et de cristallisation des polymères utilisés par analyse calorimétrique différentielle (DSC). L'enthalpie de référence du PP est de 148J/g (d'après Polymer 43 (2002), 2671 - 2676).

Exemple de réalisation

On utilise les abréviations suivantes :

Elastomére A élastomére diénique comprenant des fonctions glycidyle

PPanh polypropylène fonctionnel anhydride bout de chaîne

TPE produit de la réaction de greffage du polypropylène sur l'élastomére à base d'éthylène % PB 1 ,2 : taux molaire de motifs 1 ,2- (vinyliques)

% PB 1 ,4 : taux molaire de motifs 1 ,4

% cycles : taux molaire de motifs cycliques

On utilise dans les exemples qui suivent le copolymére obtenu par greffage d'un élastomére diénique et de polypropylène. L'élastomére diénique est un copolymére d'unités 1 ,3-diène et d'unités éthyléne modifié par du 3-(glycidoxy)propyltétradiméthylsilane pour obtenir des fonctions époxydes pendantes.

Les propriétés de cet élastomére sont reportées dans le tableau suivant :

Tableau 1 Greffons rigides : Polypropylène isotactique fonctionnel anhydride maléique bout de chaîne (Baker&Hughes X-10082 Polypropylène Maleic Terminated Polymer), ayant les propriétés suivantes :

Tableau 2

Les copolyméres greffés TPE sont réalisés par introduction de l'élastomére A dans une micro-extrudeuse (DSM Xplore) chauffée à la température indiquée dans le tableau 3 puis du polypropylène terminé anhydride (PPanh), environ 1 minute après. La vitesse de rotation des vis est de 100 ou 200 tours par minute. Cette micro-extrudeuse contient une boucle de recirculation de la matière fondue pour ajuster le temps de séjour. Le temps de séjour est fixé à 20 min maximum. Le volume de l'extrudeuse est fixé à 15cm ³ rempli avec 13,5g de matière au total.

Les quantités massiques (en grammes) d'élastomère A et PPanh introduites dans l'extrudeuse sont données dans le tableau suivant :

Tableau 3

L'analyse RMN HR-MAS permet de quantifier le PPanh greffé sur le squelette Elastomère A . Les analyses présentées dans le tableau suivant, montrent jusqu'à 29% de PP greffé pour ML2 : Fractions % massique PPanh Rendement de la réaction de greffage (PPgreffé sur massiques introduit PPanh introduit)

ML1 10 12%

ML2 20 29%

ML3 30 18%

Tableau 4

Compte-tenu du taux d'élastomére greffé, ces résultats correspondent à un taux de PP dans le TPE d'au moins 5%.

Les propriétés mécaniques à grandes déformations sont mesurées et reportées dans le tableau suivant :

Tableau 5

Les propriétés dynamiques des matériaux, module élastique (G') et facteur de perte (tanô), sont présentées sur les courbes des figures 1 et 2.

Les valeurs de G' (MPa) à 0,1 , 10 et 50% de déformation sur le cycle retour sont présentées dans le tableau suivant :

Tableau 6 Les valeurs de tan (δ) à 0,1 , 10 et 50% de déformation sur le cycle retour sont présentées dans le tableau suivant :

Tableau 7

On observe un renforcement (augmentation de G') des matériaux proportionnel à la quantité de PPanh introduit dans l'extrudeuse.

La valeur de tan (δ) à 23°C à 10% de déformation est représentative de la performance de résistance au roulement d'un matériau en pneumatique. Pour tous ces matériaux, la valeur est inférieure à 0,15 pour une rigidité comprise entre 1 et 2MPa.