Pour le renforcement mécanique du caoutchouc et des polymères, l’utilisation de charges de renfort nanométriques est prometteuse ; l’interface et la compatibilité polymère/charge de renfort (carbone, silice) sont d’autant plus importantes que les tailles sont petites. Notre but est d’optimiser cette compatibilité en greffant le polymère sur des nanoparticules de silice. Le travail premier est une *synthèse chimique* : – en *greffant un amorceur* (de façon optimisée) en surface des nanobilles de silice, nous pouvons conduire une *polymérisation contrôlée (*polymérisation radicalaire par transfert d’atome, ATRP),* à partir de cette surface*, du styrène et du méthacrylate de n-butyle. – la *stabilité colloïdale* a été vérifiée par le *suivi cinétique des polymérisations par Diffusion des Neutrons aux Petits Angles* (DNPA). En annulant le contraste et donc le signal du polymère, nous observons *l’agrégation* puis la *désagrégation* de la *silice* ; en extinction du cœur de silice, nous observons la *croissance de la couronne de polymère*. – la *modélisation* du signal DNPA affinée décrit les particules purifiées comme des *sphères chevelues* à cœur polydisperse avec une *couronne* de chaînes *d’épaisseur bien définie*, en accord avec la longueur et la densité des chaînes greffées attendues des analyses chimiques. Le second travail est d’incorporer ces *particules au sein du polymère en masse*, et de *déformer *ces films de polymère chargé sur un banc de traction : – le *renforcement* est *important* au-delà de 5%_v de silice, alors que les *films restent transparents*. – en matrice non deutériée, nous observons la *structure de la silice* par DNPA, que nous *relions au* *renforcement*, et suivons le *déplacement des particules et des agrégats*. – en matrice deutériée, le contraste avec les chaînes greffées donne accès à la structure de la *couronne dans le film* de polymère. La *déformation *à petite échelle* des chaînes greffées, non affine*, se décrit par le modèle de « *réseau fantôme* » développé pour les caoutchoucs. Cette étude propose des éléments de compréhension de la synthèse chimique en surface de particules colloïdales, et du rôle de l’interface charge/polymère dans un élastomère renforcé.
LLB