WO2006072704A2

WO2006072704A2 - Utilisation de silices specifiques pour augmenter la rigidite d'un thermoplastique en maintenant ou ameliorant sa resistance au choc

Info

Publication number: WO2006072704A2
Application number: PCT/FR2005/003289
Authority: WO
Inventors: Yves Bomal; Antoine Guiu
Original assignee: Rhodia Chimie
Priority date: 2004-12-30
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2006-07-13
Also published as: FR2880351B1; EP1831297A2; US20090326139A1; WO2006072704A3; FR2880351A1; US8334334B2

Abstract

La présente invention concerne l'utilisation, d'une silice ayant une surface spécifique BET d'au moins 60 m²/g, pour augmenter la rigidité d'un matériau polymère thermoplastique, tout en maintenant, voire en améliorant, sa résistance au choc. La silice utilisée est du type de celles obtenues selon un procédé comprenant le séchage d'une suspension de silice obtenue par réaction d'un silicate avec un agent acidifiant selon les étapes successives suivantes : (i) on forme un pied de cuve aqueux présentant un pH compris entre 2 et 5 ; (ii) on ajoute, simultanément, du silicate et de l'agent acidifiant, en maintenant le pH entre 2 et 5, (iii) on continue uniquement l'addition de silicate jusqu'à l'obtention d'un pH compris entre 7 et 10, (iv) on ajoute, simultanément, du silicate et de l'agent acidifiant, en maintenant le pH du milieu réactionnel entre 7 et 10 ; et (v) on continue uniquement l'addition de l'agent acidifiant jusqu'à l'obtention d'une valeur du pH inférieure à 6. L'invention concerne également les matériaux obtenus dans ce cadre.

Description

Utilisation de silices spécifiques pour augmenter ia rigidité d'un thermoplastique en maintenant ou améliorant sa résistance au choc

La présente invention a trait au renfort de matériaux polymères thermoplastiques, et elle concerne plus spécifiquement la rigidification de matériaux polymères thermoplastiques, et notamment celle de matériaux à base de polyoléfines, telles que le polypropylène.

La rigidité d'une composition polymère thermoplastique peut notamment être mesurée par son module de flexion, qui reflète la pression qu'il est nécessaire d'appliquer au matériau pour le déformer. Par "module de flexion", on entend plus précisément, au sens de la présente description, le module d'Young du matériau en flexion. Pour un matériau polymère thermoplastique donné, ce module de flexion peut notamment être mesuré selon la méthode de la norme ISO 178, qui consiste à fournir une éprouvette constituée du matériau à tester, à la supporter sur deux appuis écartés d'une distance donnée, et à appliquer une vitesse de déformation constante au centre de l'éprouvette, en mesurant en continu la charge appliquée sur l'éprouvette, afin d'en déduire Ia contrainte en fonction du déplacement.

Il s'avère souvent souhaitable d'améliorer la rigidité des matériaux polymères utilisés pour la constitution de matériaux, en particulier lorsqu'on souhaite obtenir des pièces de faible épaisseur ayant de bonnes propriétés mécaniques. Une rigidification de ce type s'avère en particulier souvent nécessaire pour les matériaux à base de polyoléfines telles que Ie polypropylène, qui présentent en général un module de flexion relativement faible, à l'état brut.

De façon générale, il est connu que, pour rigidifier des matériaux polymères thermoplastiques, on peut y incorporer des charges minérales, naturelles ou synthétiques. Toutefois, si l'addition de telles charges minérales a, certes, un impact positif sur la rigidité, elle induit le plus souvent, en contrepartie, une diminution de la résistance au choc du matériau. Au sens où il est employé dans la présente description, le terme de

"résistance au choc" (ou "tenue au choc") d'un matériau polymère désigne l'aptitude plus ou moins élevée que présente ce matériau polymère à résister à la rupture sous l'effet d'un choc, en particulier sous l'effet d'un impact à grande vitesse. La résistance au choc d'un polymère peut notamment être mesurée par la méthode dite "essai au choc". Ce type d'essai consiste en général à entailler une éprouvette constituée du matériau à tester (entaille en U ou, le plus souvent, en V), puis à casser cette éprouvette entaillée sous l'impact d'un poids (pendule ou marteau), et à mesurer l'énergie absorbée par la fracture de l'éprouvette, ce qui reflète l'énergie de résistance à la rupture (ou "résilience") du matériau. Plus l'énergie absorbée est importante, plus le matériau est résistant au choc. Dans ce cadre, la résistance au choc d'un matériau polymère peut notamment être déterminée par la méthode dite "essai au choc Charpy", par exemple selon la méthode spécifique de la norme ISO 179.

Dans le cas le plus général, la diminution de la résistance au choc qui est observée lorsqu'on introduit des charges minérales dans un matériau polymère thermoplastique se traduit, concrètement, par une fragilisation du matériau, en même temps qu'on augmente la rigidité.

Pour éviter une telle fragilisation, une première solution qui a été proposée consiste à modifier le polymère, par exemple en y ajoutant une résine élastomère, comme proposé dans le brevet US 4,209,504, ou bien encore d'autres polymères spécifiques, comme ceux envisagés par exemple dans les brevets US 5,525,703 ou US 5,041 ,491.

Une autre solution fournie à cet effet consiste à traiter la charge minérale utilisée par des composés organiques tels que des acides gras. Dans ce cadre, il est notamment connu de Polymer, vol. 44, pp. 261-275 (2003), d'utiliser des carbonates de calcium traités par de l'acide stéarique. De façon plus générale, on pourra également se reporter à la demande WO 00/49081.

Un but de la présente invention est de fournir des charges minérales qui permettent d'améliorer Ia rigidité du matériau, mais sans effet négatif sur sa résistance au choc. Dans ce cadre, l'invention vise en particulier à fournir des charges minérales capables d'assurer un tel effet, sans avoir à modifier la composition du polymère par ajout des charges polymères spécifiques du type précité, ni à utiliser des charges minérales traitées par des composés de type acide gras.

A cet effet, la présente invention a pour objet l'utilisation de silices particulières, ayant notamment une surface spécifique BET d'au moins 60 m²/g, à titre de charge minérale dans un matériau polymère thermoplastique pour augmenter la rigidité dudit matériau, et ce tout en maintenant ou en améliorant sa résistance au choc.

Plus précisément, les inventeurs ont maintenant mis en évidence que les silices spécifiques du type de celles qui sont décrites dans la demande WO 03/016215 assurent un tel effet dans des matériaux polymères thermoplastiques, lorsqu'elles ont une surface spécifique BET d'au moins 60 m²/g. Au sens de la présente description, on entend par "surface spécifique BET" la surface spécifique de la silice telle que déterminée selon la méthode de BRUNAUER - EMMET - TELLER décrite dans The journal of the American Chemical Society, volume 60, page 309, février 1938, et correspondant à Ia norme internationale ISO 5794/1 (annexe D).

Ainsi, contre toute attente, les inventeurs ont maintenant découvert que, lorsqu'on disperse des silices du type de celles décrites dans la demande WO 03/016215 et ayant une surface spécifique BET d'au moins 60 m^z/g dans un matériau polymère thermoplastique, on observe une augmentation de la rigidité du matériau, qui ne s'accompagne pas d'une diminution conjointe de la résistance au choc du matériau. Ce résultat est tout à fait surprenant, dans la mesure où il est connu que l'incorporation d'une charge minérale dans un matériau polymère tend, en règle générale, à diminuer la résistance au choc, en particulier lorsque la charge minérale n'est pas prétraitée par un agent de type acide gras.

De façon encore plus inattendue, il s'avère qu'en utilisant des silices du type de celles décrites dans la demande WO 03/016215 et ayant une surface spécifique BET d'au moins 60 m²/g, on peut même observer, dans certains cas de figure, une augmentation de la résistance au choc du matériau, par exemple lorsque la silice est finement dispersée dans le matériau. En d'autres termes, on obtient, dans ce cas, une augmentation à la fois la résistance au choc et de la rigidité du matériau. La possibilité d'une telle amélioration conjointe de ces deux paramètres par la mise en œuvre d'une unique charge dans le polymère est tout à fait surprenante. En effet, le plus souvent, lorsqu'on introduit une charge dans un matériau polymère, on observe une amélioration sélective soit de la résistance au choc, soit de la rigidité du matériau, et l'amélioration de l'une de ces propriétés se fait en général au détriment de l'autre, ce qui oblige le plus souvent à utiliser un mélange de charges de natures différentes lorsqu'on souhaite obtenir à la fois une augmentation des propriétés de rigidité et de résistance au choc.

En outre, les travaux des inventeurs ont montré qu'en plus des avantages précités, l'incorporation d'une silice du type de celles décrites dans la demande WO 03/016215 et ayant une surface spécifique d'au moins 60 m²/g dans un matériau polymère thermoplastique conduit, dans la plupart des cas, à une amélioration inattendue d'autres caractéristiques mécaniques du matériau. En particulier, l'incorporation de telles silices accroît, en règle générale, les caractéristiques d'allongement en traction du matériau (notamment l'allongement à la rupture en traction du matériau, telle que mesurée par exemple selon la norme ISO 527) ce qui peut se révéler avantageux en particulier lorsque le matériau est destiné à être soumis à de fortes flexions, par exemple lorsqu'il est utilisé dans des pièces injectées de formes complexes, ou bien lorsqu'il est destiné à assurer un rôle de charnière entre deux pièces.

Par ailleurs, il s'avère que l'incorporation d'une silice du type de celles décrites dans la demande WO 03/016215 dans un matériau polymère thermoplastique induit le plus souvent une augmentation de la résistance à la rayure du matériau.

Les silices qui sont utilisées dans le cadre de la présente invention sont de préférence des silices telles que décrites dans la demande WO 03/016215, et qui ont spécifiquement une surface spécifique BET d'au moins 60 m²/g. Alternativement, il peut s'agir de silices analogues, présentant des propriétés similaires et ayant une surface spécifique BET d'au moins 60 m²/g. Plus précisément, les silices utilisables selon l'invention vont être décrites en détail dans la description qui suit. Selon un premier mode de réalisation particulièrement intéressant, la silice utilisée selon l'invention est une silice, dite "silice S" ci-après, qui a une surface spécifique BET d'au moins 60 m²/g et qui est obtenue (ou plus généralement qui est susceptible d'être obtenue) selon un procédé (désigné par "procédé P" dans la suite de la description) qui comprend la réaction d'un silicate avec un agent acidifiant ce par quoi l'on obtient une suspension de silice, puis la séparation et le séchage de cette suspension, et où la réaction du silicate avec l'agent acidifiant est réalisée selon les étapes successives suivantes :

(i) on forme un pied de cuve aqueux présentant un pH compris entre 2 et 5, de préférence à un pH au moins égal à 2,5 ;

(ii) on ajoute audit pied de cuve, simultanément, du silicate et de l'agent acidifiant, de telle manière que le pH du milieu réactionnel soit maintenu entre 2 et 5,

(iii) on arrête l'addition de l'agent acidifiant tout en continuant l'addition de silicate dans le milieu réactionnel, jusqu'à l'obtention d'une valeur du pH du milieu réactionnel comprise entre 7 et 10,

(iv) on ajoute au milieu réactionnel, simultanément, du silicate et de l'agent acidifiant, de telle manière que le pH du milieu réactionnel soit maintenu entre 7 et 10, (v) on arrête l'addition du silicate tout en continuant l'addition de l'agent acidifiant dans le milieu réactionnel, jusqu'à l'obtention d'une valeur du pH du milieu réactionnel inférieure à 6.

De préférence, la silice S utilisée selon ce premier mode est une silice directement obtenue selon le procédé P tel que défini ci-dessus. Compte tenu de ses étapes particulières, en particulier la première addition simultanée d'agent acidifiant et de silicate en milieu acide de l'étape (ii) et la seconde addition simultanée d'agent acidifiant et de silicate en milieu basique de l'étape (iii) , le procédé P confère en effet à la silice obtenu des caractéristiques et propriétés particulières. Alternativement, la silice S peut être une silice préparée selon un autre procédé mais présentant des caractéristiques similaires à celles des silices obtenues selon le procédé P. De façon générale, la silice S est plutôt une silice de type silice précipitée.

Dans le procédé P précité, on peut utiliser, à titre de silicate, toute forme courante de silicate, par exemple un métasilicate et/ou un disilicate. Avantageusement, le silicate employé est un silicate de métal alcalin, comme le silicate de sodium ou le silicate de potassium. De préférence, il s'agit d'un silicate de sodium, lequel présente avantageusement un rapport pondéral SiO₂/Na₂θ compris entre 2,5 et 4, par exemple entre 3,2 et 3,8 (typiquement entre 3,4 et 3,7, par exemple entre 3,5 et 3,6) Quelle que soit sa nature, le silicate est typiquement mis en oeuvre sous la forme d'une solution, en général aqueuse, ayant une concentration (exprimée en SiU2) comprise entre 40 et 330 g/1, typiquement entre 60 et 300 g/1, en particulier entre 60 et 260 g/1 (par exemple de l'ordre de 200 à 250 g/1, notamment de l'ordre de 230 g/1, notamment lorsqu'on emploie un silicate de sodium).

Par ailleurs, l'agent acidifiant utilisé dans le procédé P est en général un acide fort minéral tel que l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique ou l'acide nitrique, ou, alternativement, un acide organique tel que l'acide acétique, l'acide formique ou l'acide carbonique, par exemple. Quel que soit sa nature, l'agent acidifiant peut être utilisé à l'état dilué ou concentré. Il peut par exemple être utilisé sous forme d'une solution, généralement aqueuse, de normalité comprise par exemple entre 0,4 et 36 N, en particulier entre 0,6 et 1 ,5 N.

Selon un mode de réalisation avantageux, l'agent acidifiant utilisé dans le procédé P est l'acide sulfurique. Dans ce cas, il est de préférence mis en œuvre sous la forme d'une solution, en général aqueuse, ayant une concentration comprise entre 40 et 180 g/l, par exemple entre 60 et 130 g/l (typiquement de l'ordre de 80 g/l).

De préférence, dans le procédé P, on emploie de l'acide sulfurique comme agent acidifiant, et du silicate de sodium à titre de silicate. Dans le procédé P, quelle que soit la nature de l'agent acidifiant et du silicate, la réaction entre ces composés se fait d'une manière très spécifique selon les étapes suivantes.

On forme tout d'abord, dans l'étape (i), un pied de cuve aqueux présentant un pH compris entre 2 et 5. De préférence, ce pied de cuve a un pH compris entre 2,5 et 5, notamment entre 3 et 4,5. Ce pH est par exemple compris entre 3,5 et 4,5, et il est typiquement de l'ordre de 4.

Le pied de cuve initial de l'étape (i) peut être obtenu par ajout d'agent acidifiant à de l'eau de manière à obtenir une valeur de pH du pied de cuve entre 2 et 5, de préférence entre 2,5 et 5, notamment entre 3 et 4,5 et par exemple entre 3,5 et 4,5.

Selon un autre mode de réalisation, le pied de cuve initial de l'étape (i) peut être obtenu par ajout d'agent acidifiant à un mélange eau/silicate de manière à obtenir cette valeur de pH. Ce pied de cuve peut aussi être préparé par ajout d'agent acidifiant à un pied de cuve contenant des particules de silice préalablement formées à un pH inférieur à 7, de manière à obtenir une valeur de pH entre 2 et 5, de préférence entre 2,5 et 5, notamment entre 3 et 4,5 et par exemple entre 3,5 et 4,5 (typiquement, ce pH est de l'ordre de 4).

Par ailleurs, le pied de cuve formé dans l'étape (i) peut éventuellement comprendre un électrolyte. Néanmoins, de façon préférentielle, aucun électrolyte n'est ajouté au pied de cuve dans l'étape (i). De façon plus générale, il est préférable de n'ajouter aucun électrolyte au milieu au cours du procédé P.

Au sens de la présente description, le terme "électrolyte" s'entend dans son acceptation usuelle, c'est-à-dire comme désignant toute substance ionique ou moléculaire qui, lorsqu'elle est en solution, se décompose ou se dissocie pour former des ions ou des particules chargées. Comme exemple d'électrolyte éventuellement présent dans le pied de cuve, on peut notamment citer un sel du groupe des sels des métaux alcalins et alcalino-terreux, notamment le sel du métal du silicate utilisé et de l'agent acidifiant, par exemple le sulfate de sodium dans le cas de la réaction d'un silicate de sodium avec l'acide sulfurique, ou bien le chlorure de sodium dans le cas de la réaction d'un silicate de sodium avec l'acide chlorhydrique.

Dans l'étape (ii) du procédé P, on additionne simultanément (à savoir conjointement et généralement de façon progressive) de l'agent acidifiant et du silicate. Cette addition simultanée est effectuée de telle sorte que le pH du milieu réactionnel soit maintenu entre 2 et 5, de préférence entre 2,5 et 5, notamment entre 3 et 4,5, par exemple entre 3,5 et 4,5, au cours de l'addition. Ce maintien du pH dans les gammes indiquées peut notamment être assuré en contrôlant les débits d'introduction respectifs d'agent acidifiant et de silicate. Typiquement, pour ce faire, on introduit le silicate à débit constant (en général compris entre 150 et 250 l/h, par exemple de l'ordre de 180 à 200 l/h), et on introduit conjointement l'agent acidifiant avec un débit variable, qui est contrôlé pour maintenir le pH à la valeur souhaitée.

L'addition simultanée de l'étape (ii) est avantageusement réalisée de manière telle que la valeur du pH du milieu réactionnel soit constamment égale (à ± 0,2 unité près, et de préférence à ± 0,1 unité près) à une valeur de pH comprise entre 3 et 4,5, en général la valeur de pH atteinte à l'issue de l'étape (i) (typiquement, le pH est maintenu à une valeur de 4 à ± 0,2 unité près, et de préférence à ± 0,1 unité près). Dans l'étape (iii) ultérieure, l'addition d'agent acidifiant est arrêtée, tandis qu'on poursuit l'addition de silicate dans le milieu réactionnel. Il s'ensuit donc une augmentation du pH du milieu, qui est mise à profit pour atteindre une valeur du pH du milieu réactionnel comprise entre 7 et 10, de préférence entre 7,5 et 9,5, par exemple entre 7,5 et 8,5. Typiquement, le pH atteint à l'issue de l'étape (iii) est de l'ordre de 8.

Entre l'étape (iii) et l'étape (iv) ultérieure, c'est-à-dire juste après l'arrêt de l'addition de silicate et avant la seconde addition simultanée, on peut éventuellement effectuer un mûrissement du milieu réactionnel. Le cas échéant, ce mûrissement est avantageusement conduit en laissant évoluer le milieu au pH obtenu à l'issue de l'étape (iii), en général sous agitation. Un tel mûrissement est typiquement conduit pendant une durée de l'ordre de 2 à 45 minutes, par exemple entre 5 et 25 minutes. De préférence, ce mûrissement ne comporte ni addition d'agent acidifiant, ni addition de silicate. De façon plus générale, on n'ajoute le plus souvent aucun composé au milieu lors d'un tel mûrissement.

Selon un mode de réalisation particulier, on peut ajouter au milieu réactionnel de l'agent acidifiant entre l'étape (iii) et l'étape (iv), par exemple entre le mûrissement précité (lorsqu'il a lieu) et l'étape (iv), ou bien immédiatement après l'arrêt de l'addition de silicate de l'étape (iii). Dans ce cas, le pH du milieu réactionnel à l'issue de cette addition d'agent acidifiant reste toutefois compris entre 7 et 9,5, de préférence entre 7,5 et 9,5.

Après l'étape (iii) et les éventuels mûrissement et/ou addition d'agent acidifiant précités, on procède, dans l'étape (iv), à une nouvelle addition simultanée d'agent acidifiant et de silicate, de telle manière que le pH du milieu réactionnel soit maintenu entre 7 et 10, de préférence entre 7,5 et 9,5, par exemple entre 7,5 et 8,5. Là encore, le maintien du pH dans les gammes indiquées est en général assuré en contrôlant les débits d'introduction respectifs d'agent acidifiant et de silicate, typiquement, en introduisant le silicate à débit constant (en général compris entre 150 et 250 l/h, par exemple de l'ordre de 180 à 200 l/h), et en introduisant conjointement l'agent acidifiant avec un débit variable, contrôlé pour maintenir le pH à la valeur souhaitée.

L'addition simultanée de l'étape (iii) est avantageusement réalisée de manière telle que la valeur du pH du milieu réactionnel soit constamment égale (à

± 0,2 unité près, et de préférence à ± 0,1 unité près) à une valeur de pH comprise entre 7 et 10, de préférence entre 7,5 et 9,5, par exemple entre 7,5 et 8,5, en général à la valeur de pH atteinte à l'issue de l'étape précédente (typiquement, dans l'étape (iv), le pH est maintenu à une valeur de 8 à ± 0,2 unité près, et de préférence à ± 0,1 unité près).

Enfin, dans l'étape (v), on arrête l'addition du silicate, tout en continuant l'addition d'agent acidifiant dans Ie milieu réactionnel de manière à obtenir une valeur du pH du milieu réactionnel inférieure à 6, de préférence comprise entre 3 et 5,5, en particulier entre 5 et 5,5, par exemple de l'ordre de 5,2.

Après cette étape (v), à savoir juste après l'arrêt de l'addition d'agent acidifiant, il peut être avantageux d'effectuer un mûrissement du milieu réactionnel. Dans ce cas, le mûrissement est avantageusement conduit en laissant évoluer le milieu au pH obtenu à l'issue de l'étape (v), en général sous agitation. Ce mûrissement est typiquement conduit pendant 2 à 45 minutes, par exemple entre 5 et 25 minutes. De préférence, il ne comporte ni addition d'agent acidifiant, ni addition de silicate. De façon plus générale, on n'ajoute le plus souvent aucun composé au milieu lors d'un tel mûrissement.

L'enceinte réactionnelle dans laquelle est mis en oeuvre l'ensemble de la réaction du silicate avec l'agent acidifiant est habituellement munie d'un équipement d'agitation et d'un équipement de chauffage adéquats. L'ensemble de la réaction du silicate avec l'agent acidifiant est généralement réalisé entre 70 et 95 °C, en particulier entre 75 et 90 ⁰C.

Selon une variante de l'invention, l'ensemble de la réaction du silicate avec l'agent acidifiant est effectué à une température constante, habituellement comprise entre 70 et 95 ⁰C, en particulier entre 75 et 90 ⁰C, typiquement entre 80 et 90⁰C.

Selon une autre variante, la température de fin de réaction est plus élevée que la température de début de réaction. Selon cette variante, on maintient de préférence la température entre 70 et 85 ⁰C au début de la réaction (par exemple au cours des étapes (i) à (iii) et de l'éventuel mûrissement ultérieur), puis on augmente la température, de préférence jusqu'à une valeur comprise entre 85 et 95 ⁰C, valeur à laquelle elle est maintenue jusqu'à la fin de la réaction (par exemple au cours des étapes (iv) et (v) et de l'éventuel mûrissement ultérieur).

Dans le procédé P, on obtient, à l'issue des étapes qui viennent d'être décrites, une suspension de silice. Cette suspension de silice est ensuite soumise à une séparation, en général de type liquide/solide. Cette séparation comprend habituellement une filtration, qui est éventuellement suivie d'un lavage, si nécessaire, par exemple par de l'eau, ce qui permet notamment d'éliminer des silicates n'ayant pas réagi, de l'agent acidifiant, et/ou au moins une partie des sels formés. La filtration précitée s'effectue selon toute méthode adaptée, par exemple au moyen d'un filtre presse, d'un filtre à bande, ou d'un filtre sous vide. A l'issue de cette séparation, on récupère une bouillie de silice, à savoir un milieu aqueux enrichi en silice et appauvri en eau (gâteau de filtration, dans le cas où la séparation est une filtration).

La bouillie de silice concentrée ainsi obtenue est ensuite séchée. De préférence, ce séchage se fait par atomisation. A cet effet, on peut utiliser tout type d'atomiseur convenable, notamment un atomiseur à turbines, à buses, à pression liquide ou à deux fluides. En général, lorsque la filtration est effectuée à l'aide d'un filtre presse, on utilise un atomiseur à buses, et, lorsque la filtration est effectuée à l'aide d'un filtre sous vide, on utilise un atomiseur à turbines.

Il y a lieu de noter que la bouillie de silice concentrée de type gâteau de filtration n'est pas toujours dans des conditions permettant son atomisation, notamment compte tenu de sa viscosité généralement élevée. D'une manière connue en soi, on soumet alors le gâteau à une opération de délitage préalablement au séchage par atomisation. Cette opération de délitage peut être réalisée mécaniquement, par passage du gâteau dans un broyeur de type colloïdal ou à bille. Le délitage est généralement effectué en présence d'un composé de l'aluminium, en particulier d'aluminate de sodium et, éventuellement, en présence d'un agent acidifiant tel que décrit précédemment (dans ce dernier cas, le composé de l'aluminium et l'agent acidifiant sont généralement ajoutés de manière simultanée). L'opération de délitage permet notamment d'abaisser la viscosité de la suspension à sécher ultérieurement.

Lorsque le séchage est effectué à l'aide d'un atomiseur à buses, la silice obtenue à l'issue du séchage se présente habituellement sous forme de billes sensiblement sphériques. A l'issue du séchage, on peut éventuellement procéder à une étape de broyage sur le produit récupéré, pour obtenir la silice sous la forme d'une poudre.

Lorsque le séchage est effectué à l'aide d'un atomiseur à turbines, la silice obtenue se présente le plus souvent sous la forme d'une poudre. La silice obtenue sous forme de poudre, telle qu'obtenue par exemple après séchage par atomiseur à buse et broyage, ou telle qu'obtenue après séchage par atomiseur à turbine, peut éventuellement être soumise à une étape ultérieure d'agglomération, par exemple par compression directe, granulation voie humide (c'est-à-dire avec utilisation d'un liant tel que eau, suspension de silice ...), extrusion ou, de préférence, compactage à sec. Lorsque l'on met en œuvre cette dernière technique, il peut s'avérer opportun, avant de procéder au compactage, de désaérer (opération appelée également pré-densification, ou dégazage) les produits pulvérulents de manière à éliminer l'air inclus dans ceux-ci et assurer un compactage plus régulier. La silice obtenue par cette étape d'agglomération se présente généralement sous la forme de granulés. Ainsi, la silice S susceptible d'être obtenue selon le procédé P peut se présenter sous forme de poudre, de billes ou de granulats compactés.

Avantageusement, la silice S utilisée selon l'invention est sous forme de poudre. De préférence il s'agit des poudres précitées, obtenues par séchage par atomiseur à buse et broyage, ou obtenues après séchage par atomiseur à turbine. Alternativement, il peut également s'agir d'une poudre issue du broyage des granulats compactés de silice décrits ci-dessus.

Alternativement, la silice S utilisée selon l'invention peut être sous forme de billes sensiblement sphériques, susceptibles d'être obtenues par le séchage par atomiseur à buse précité. Selon une variante particulièrement intéressante, le procédé P de préparation de la silice S comprend (et par exemple consiste en) les étapes successives suivantes :

(i) on forme un pied de cuve aqueux ayant un pH compris entre 3 et 4,5, de préférence entre 3,5 et 4,5 (typiquement de l'ordre de 4) ; (ii) on ajoute audit pied de cuve, simultanément, du silicate et de l'agent acidifiant, de telle manière que le pH du milieu réactionnel soit maintenu à la valeur atteinte à l'issue de l'étape (i) à ± 0,2 unité près, et de préférence à ± 0,1 unité près ;

(iii) après avoir éventuellement laissé mûrir le milieu, on arrête l'addition de l'agent acidifiant tout en continuant l'addition de silicate dans le milieu réactionnel jusqu'à l'obtention d'une valeur du pH du milieu réactionnel comprise entre 7 et 9,5, de préférence entre 7,5 et 9,5 (typiquement de l'ordre de 8) ;

(iv) on ajoute au milieu réactionnel, simultanément, du silicate et de l'agent acidifiant, de telle manière que le pH du milieu réactionnel soit maintenu à la valeur atteinte à l'issue de l'étape (iii) à ± 0,2 unité près, et de préférence à ± 0,1 unité près ;

(v) on arrête l'addition du silicate tout en continuant l'addition de l'agent acidifiant dans le milieu réactionnel jusqu'à l'obtention d'une valeur du pH du milieu réactionnel comprise entre 3 et 5,5, de préférence entre 5 et 5,5 (typiquement de l'ordre de 5,2) ;

(vi) on laisse mûrir le milieu, de préférence sous agitation, typiquement pendant 2 à 20 minutes, par exemple pendant 5 minutes ;

(vii) on filtre la suspension de silice obtenue à l'issue de l'étape (vi), ce par quoi on obtient un gâteau de filtration ; (viii) on délite le gâteau de filtration mécaniquement en présence d'aluminate de sodium ;

(ix) on sèche le gâteau délité obtenu, et broyer éventuellement la silice séchée obtenue.

Selon cette variante spécifique du procédé P, les étapes (i) à (vi) sont avantageusement mises en œuvre à une température comprise entre 75 et 95°C, de préférence entre 80 et 9O⁰C (à une température de l'ordre de 80⁰C ou de 86°C, par exemple).

Par ailleurs le silicate utilisé selon cette variante spécifique est avantageusement un silicate de sodium, ayant avantageusement un rapport pondéral SiO₂/Na₂θ compris entre 3,2 et 3,8, typiquement entre 3,5 et 3,6, par exemple de l'ordre de 3,52. Ce silicate est de préférence mis en œuvre sous la forme d'une solution ayant une concentration (exprimée en S1O₂) comprise entre 200 à 250 g/1, typiquement de l'ordre de 230 g/1. Cette solution est en général introduite avec un débit constant compris entre 150 et 250 l/h, par exemple entre 180 à 200 l/h, typiquement de l'ordre de 190 l/h dans les étapes (iii) et (v). L'agent acidifiant est quant à lui de préférence l'acide sulfurique, avantageusement sous la forme d'une solution ayant une concentration comprise entre 60 et 130 g/l, par exemple entre 70 et 100 g/l, typiquement de l'ordre de 80 g/l.

Selon un deuxième mode intéressant de réalisation de l'invention, la silice utilisée est une silice, dite "silice S1", qui a les caractéristiques suivantes :

- une surface spécifique BET comprise entre 60 et 550 m²/g ;

- une surface spécifique CTAB comprise entre 40 et 525 m²/g ;

- une largeur Ld de distribution de taille d'objets mesurée par granulométrie XDC après désagglomération aux ultrasons d'au moins 0,91 ; et

- une répartition du volume poreux telle que le rapport V(_d5. d5₀)A/(d5 - dioo) est d'au moins 0,66.

Cette silice S1 est avantageusement une silice de précipitation. Selon un mode de réalisation particulier, il s'agit une silice obtenue selon le procédé P défini plus haut dans la présente description.

La "surface spécifique CTAB" à laquelle il est fait référence ici, comme dans le reste de la présente description, désigne la surface externe telle que déterminée selon la norme NF T 45007 (novembre 1987) (5.12).

Par ailleurs, la "méthode d'analyse granulométrique XDC" à laquelle il est fait référence dans la présente description est une méthode d'analyse granulométrique sédimentation centrifuge, à l'aide de laquelle on peut mesurer, d'une part, les largeurs de distribution de taille d'objets d'une silice, et, d'autre part, le mode XDC illustrant sa taille d'objets. Cette méthode est décrite ci-après :

Matériel nécessaire - granulomètre à sédimentation centrifuge BI-XDC (BROOKHAVEN- INSTRUMENT X DISC CENTRIFUGE) commercialisé par la société Brookhaven Instrument Corporation)

- bêcher forme haute de 50 ml

- éprouvette graduée de 50 ml - sonde à ultrasons BRANSON 1500 watts, sans embout, de diamètre de 13 mm,

- eau permutée

- cristallisoir rempli de glace

- agitateur magnétique Conditions de mesure

- version DOS 1.35 du logiciel (fournie par le constructeur du granulomètre)

- mode fixe

- vitesse de rotation

- durée de l'analyse : 120 minutes - densité (silice) : 2,1

- volume de la suspension à prélever : 15 ml

Préparation de l'échantillon

Ajouter dans le bêcher forme haute 3,2 g de silice et 40 ml d'eau permutée. Mettre le bêcher contenant la suspension dans le cristallisoir rempli de glace. Plonger la sonde à ultrasons dans le bêcher.

Désagglomérer la suspension pendant 16 minutes à l'aide de la sonde BRANSON de 1500 watts (utilisée à 60 % de la puissance maximale). Lorsque la désagglomération est terminée, mettre le bêcher sur un agitateur magnétique. Préparation du granulomètre

Allumer l'appareil et laisser chauffer pendant 30 minutes. Rincer 2 fois le disque à l'eau permutée.

Introduire dans le disque 15 ml de l'échantillon à analyser et mettre en agitation. Entrer dans le logiciel les conditions de mesure mentionnées ci-dessus. Faire les mesures.

Lorsque les mesures ont été effectuées :

Arrêter la rotation du disque.

Rincer plusieurs fois le disque à l'eau permutée.

Arrêter l'appareil. Résultats

Dans le registre d'appareil, relever les valeurs des diamètres passant à 16 %, 50 % (ou médiane) et 84 % (% massique) ainsi que la valeur du Mode (la dérivée de la courbe granuiométrique cumulée donne une courbe de fréquence dont l'abscisse du maximum (abscisse de la population principale) est appelé le "Mode").

La "largeur Ld de distribution de taille d'objets", mesurée par granulométrie XDC, après désagglomération aux ultrasons (dans l'eau), est égale au rapport (d84 - d16)/d50, dans lequel chacun des termes dn (n= 16, 50 et 84) désigne la taille pour laquelle on a n% de particules (en masse) de taille inférieure à cette taille (la largeur Ld de distribution est donc calculée sur la courbe granuiométrique cumulée, prise dans sa totalité). Pour une silice S1 cette largeur Ld de distribution de taille d'objets, mesurée par granulométrie XDC, après désagglomération aux ultrasons (dans l'eau) est d'au moins 0,91 , par exemple d'au moins 0,94, et elle peut être d'au moins 1 ,04.

Il est également fait référence dans la présente description à une "largeur L'd de distribution de taille d'objets inférieure à 500 nm", mesurée par granulométrie XDC, après désagglomération aux ultrasons (dans l'eau). Cette largeur L'd est égale au rapport (d84 - d16)/d50 dans lequel chacun des termes dn (n= 16, 50 et 84) désigne la taille pour laquelle on a n% de particules (en masse), par rapport aux particules de taille inférieure à 500 nm, de taille inférieure à cette taille (la largeur L'd de distribution est donc calculée sur la courbe granuiométrique cumulée, tronquée au-dessus de 500 nm).

De plus, on peut mesurer, à l'aide de la méthode d'analyse granuiométrique XDC par sédimentation centrifuge, une taille moyenne (en masse) des particules (c'est-à-dire des particules secondaires ou agrégats), notée d_w, après dispersion, par désagglomération aux ultrasons, de la silice dans l'eau. La méthode diffère de celle précédemment décrite sur le fait que la suspension formée (silice + eau permutée) est désagglomérée, d'une part, pendant 8 minutes, et, d'autre part, à l'aide d'une sonde à ultrasons VIBRACELL 1 ,9 cm (commercialisée par la société Bioblock) de 1500 watts (utilisée à 60 % de la puissance maximale). Après analyse (sédimentation pendant 120 minutes) la distribution en masse des tailles de particules est calculée par le logiciel du granulomètre. La moyenne géométrique en masse des tailles de particules ("géométrie mean (Xg)", selon l'appellation du logiciel), notée d_w, est calculée par le logiciel à partir de l'équation suivante : log d_w = (∑(i=1 à i=n) rrijlogdj) / ∑(i=1 à i=n) rrij , où chacun des termes mi (pour i=1 à n) désigne la masse de l'ensemble des objets dans la classe de taille d|.

D'autre part, lorsqu'il est fait référence à des volumes poreux dans la présente description, il s'agit de volumes poreux tels que mesurés par porosimétrie au mercure, la préparation de chaque échantillon se faisant comme suit : chaque échantillon est préalablement séché pendant 2 heures en étuve à 200 ⁰C, puis placé dans un récipient à essai dans les 5 minutes suivant sa sortie de l'étuve et dégazé sous vide, par exemple à l'aide d'une pompe à tiroirs rotatifs ; les diamètres de pores (porosimètre MICROMERITICS Autopore III 9420) sont calculés par la relation de WASHBURN avec un angle de contact thêta égal à 140° et une tension superficielle gamma égale à 484 Dynes/cm (ou N/m). Au sens de la présente description, le volume poreux dit "V^s - dso)^" désigne le volume poreux constitué par les pores de diamètres compris entre d5 et d50, et le volume poreux dit "V_(d5 - _dioo₎" représente le volume poreux constitué par les pores de diamètres compris entre d5 et d100, où chacun des dn désigne ici le diamètre de pores pour lequel n% de la surface totale de tous les pores est apporté par les pores de diamètre supérieur à ce diamètre (la surface totale des pores (st_ot) peut être déterminée à partir de la courbe d'intrusion du mercure).

Le rapport des volumes V^s . _d50)A/(ds - dioo) est caractéristique de la répartition du volume poreux.

Dans une silice S1 , ce rapport V_(d5. dso)A/(_d5 - _dioo) est d'au moins 0,66, par exemple d'au moins 0,68, et typiquement d'au moins 0,71. Ce rapport V_(d5 - d5o)A/(d5 - dioo) peut être d'au moins 0,73, en particulier d'au moins 0,74. Dans certains cas, ce rapport est d'au moins 0,78, notamment d'au moins 0,80, voire d'au moins 0,84.

On peut, d'autre part, déterminer une "largeur de distribution poreuse Idp" à partir de la courbe de répartition poreuse représentant volume de pores (en ml/g) en fonction du diamètre de pores (en nm). Plus précisément, comme indiqué dans la demande WO 03/016215, cette largeur de distribution poreuse Idp est déterminée comme suit : on relève les coordonnées Xs (en nm) et Ys (en ml/g) du point correspondant à la population principale (typiquement, le maximum de la courbe de répartition poreuse). On trace une droite d'équation Y = Ys/2 ; cette droite coupe la courbe de répartition poreuse en deux points A et B ayant pour abscisse respectivement X_A et X_B (en nm) de part et d'autre de Xs. La largeur de distribution poreuse est égale au rapport suivant :

ldp = (X_A - X_B) / Xs-

La largeur de distribution de taille de pore peut éventuellement être également reflétée par le paramètre "L/IF" déterminé par porosimétrie au mercure. La mesure est réalisée à l'aide des porosimètres PASCAL 140 et PASCAL 440 commercialisés par ThermoFînnigan, en opérant de la façon suivante : une quantité d'échantillon comprise entre 50 et 500 mg (dans le cas présent 140 mg) est introduite dans une cellule de mesure. Cette cellule de mesure est installée sur le poste de mesure de l'appareil PASCAL 140. L'échantillon est ensuite dégazé sous vide, pendant le temps nécessaire pour atteindre une pression de 0,01 kPa (typiquement de l'ordre de 10 minutes). La cellule de mesure est ensuite remplie de mercure. La première partie (pressions inférieures à 400 kPa) de la courbe d'intrusion du mercure Vp = f(P), où Vp est le volume d'intrusion du mercure et P la pression appliquée, est déterminée sur le porosimètre PASCAL 140. La cellule de mesure est ensuite installée sur le poste de mesure du porosimètre PASCAL 440, la seconde partie de la courbe d'intrusion du mercure Vp = f(P) (pressions comprises entre 100 kPa et 400 MPa) étant déterminée sur le porosimètre PASCAL 440. Les porosimètres sont utilisés en mode «PASCAL», de façon à ajuster en permanence la vitesse d'intrusion du mercure en fonction des variations du volume d'intrusion. Le paramètre de vitesse en mode «PASCAL » est fixé à 5. Les rayons de pore Rp sont calculés à partir des valeurs de pression P à l'aide de la relation de WASHBURN, avec une hypothèse de pores cylindriques, en choisissant un angle de contact thêta égal à 140° et une tension superficielle gamma égale à 480 Dynes/cm (ou N/m). Les volumes poreux Vp sont rapportés à la masse de silice introduite et exprimés en cm³/g. Le signal Vp = f(Rp) est lissé en combinant un filtre logarithmique (paramètre de filtre «smooth dumping factor » F = 0,96) et un filtre à moyenne mobile (paramètre de filtre «number of points to average » f = 20). La distribution de taille de pore est obtenue en calculant la dérivée dVp/dRp de la courbe d'intrusion lissée. L'indice de finesse IF est la valeur de rayon de pore (exprimée en angstrôms) correspondant au maximum de la distribution de taille de pore dVp/dRp. On note L la largeur à mi-hauteur de la distribution de taille de pore dVp/dRp.

Une silice S1 utile selon l'invention peut par exemple avoir les caractéristiques suivantes :

- une largeur Ld ((d84 - d16)/d50) de distribution de taille d'objets mesurée par granulométrie XDC après désagglomération aux ultrasons d'au moins 1 ,04 ; et

- une répartition du volume poreux en fonction de la taille des pores telle que le rapport V(_d5 . dso/Vys - _dioo) est d'au moins 0,71 , par exemple d'au moins 0,73, en particulier d'au moins 0,74, voire, dans certains cas, d'au moins 0,78, notamment d'au moins 0,80, ou même d'au moins 0,84.

Selon un troisième mode avantageux de réalisation de l'invention, la silice utilisée est une silice, dite "silice S2", qui a les caractéristiques suivantes : - une surface spécifique BET comprise entre 60 et 550 m²/g ;

- une surface spécifique CTAB comprise entre 40 et 525 m²/g ;

- une largeur de distribution poreuse Idp supérieure à 0,70.

Cette silice S2 est avantageusement une silice de précipitation. De préférence, il s'agit une silice obtenue selon le procédé P défini plus haut dans la présente description.

La silice S2 peut notamment avoir une largeur de distribution poreuse Idp supérieure à 0,80, par exemple supérieure à 0,85. Dans certains cas, cette largeur de distribution poreuse Idp est supérieure à 1 ,05, par exemple supérieure à 1 ,25, voire supérieure à 1 ,40. Par ailleurs, la silice S2 possède de préférence une largeur Ld ((d84 - d16)/d50) de distribution de taille d'objets mesurée par granulométrie XDC après désagglomération aux ultrasons (dans l'eau) d'au moins 0,91 , par exemple d'au moins 0,94, notamment d'au moins 1 , typiquement d'au moins 1 ,04.

Selon un quatrième mode avantageux dé réalisation, la silice utilisée selon la présente invention est une silice, dite "silice S3", qui a les caractéristiques suivantes :

- une surface spécifique BET comprise entre 60 et 550 m²/g ;

- une surface spécifique CTAB comprise entre 40 et 525 m²/g ; - une largeur L'd ((d84 - d16)/d50) de distribution de taille d'objets inférieure à

500 nm, mesurée par granulométrie XDC après désagglomération aux ultrasons, d'au moins 0,95 ; et

- une répartition du volume poreux telle que le rapport

dioo) d'au moins 0,71.

Cette silice S3 est avantageusement une silice de précipitation. De préférence, il s'agit une silice obtenue selon le procédé P défini plus haut dans la présente description.

La silice S3 peut en particulier présenter un rapport V(d5 - d50)/V(d5 - d100) d'au moins 0,73, en particulier d'au moins 0,74. Ce rapport peut être d'au moins 0,78, notamment d'au moins 0,80, voire d'au moins 0,84.

Enfin, selon un cinquième mode avantageux de réalisation de l'invention, la silice utilisée selon la présente invention est une silice, dite "silice S4", qui a les caractéristiques suivantes :

- une surface spécifique BET comprise entre 60 et 550 m²/g ; - une surface spécifique CTAB comprise entre 40 et 525 m²/g ;

- une largeur L'd ((d84 - d16)/d50) de distribution de taille d'objets inférieure à 500 nm, mesurée par granulométrie XDC après désagglomération aux ultrasons, d'au moins 0,90, en particulier d'au moins 0,92 ; et - une répartition du volume poreux telle que le rapport V(d5- d5θ)A/(d5 - dioo) d'au moins 0,74.

Cette silice S4 est avantageusement une silice de précipitation. De préférence, il s'agit d'une silice obtenue selon le procédé P défini plus haut dans la présente description.

Cette silice S4 peut par exemple présenter un rapport V(_d5 - d5θ)A/(d5 - dioo) d'au moins 0,78, notamment d'au moins 0,80, voire d'au moins 0,84.

Selon une variante particulière, les silices S, S1 , S2, S3 et S4 précitées ont les caractéristiques suivantes : - une surface spécifique BET comprise entre 70 et 350 m²/g, en particulier entre 90 et 320 m²/g ; et

- une surface spécifique CTAB comprise entre 60 et 330 m²/g, par exemple entre 80 et 290 m²/g.

Dans ce cadre, leur surface spécifique BET peut être comprise entre 110 et 270 m²/g, notamment entre 115 et 250 m²/g, par exemple entre 135 et 235 m²/g. Par ailleurs, leur surface spécifique CTAB peut être comprise entre 90 et 230 m²/g, notamment entre 95 et 200 m²/g, par exemple entre 120 et 190 m²/g.

Selon une autre variante, les silices S, S1 , S2, S3 et S4 présentent les caractéristiques suivantes : - une surface spécifique BET comprise entre 60 et 400 m2/g, en particulier entre 60 et 300 m2/g ; et

- une surface spécifique CTAB comprise entre 40 et 380 m2/g, en particulier entre 45 et 280 m2/g.

Selon cette autre variante, leur surface spécifique BET peut être comprise entre 120 et 280 m²/g, notamment entre 150 et 280 m²/g. Par ailleurs, leur surface spécifique CTAB peut être comprise entre 115 et 260 m²/g, notamment entre 145 et 260 m²/g.

De façon générale, les silices S, S1 , S2, S3 et S4 peuvent présenter une certaine microporosité. Ainsi, le plus souvent, la différence entre leur surface spécifique BET et leur surface spécifique CTAB (SBET - SCTAB) est supérieure ou égale à 5 m²/g, typiquement supérieure ou égale à 15 m²/g, par exemple supérieure ou égale à 25 m²/g, cette différence restant toutefois le plus souvent inférieure à 50 m²/g, de préférence inférieure à 40 m²/g.

Par ailleurs, dans les silices S, S1 , S2, S3 et S4, le volume poreux apporté par les pores les plus gros représente habituellement la plus grande partie de la structure.

Ces silices S1 , S2, S3 et S4 peuvent posséder un volume poreux constitué par les pores de diamètres compris entre 3,7 et 80 nm d'au moins 1 ,35 cm3/g, en particulier d'au moins 1 ,40 cm3/g, voire d'au moins 1 ,50 cm3/g.

D'autre part, les silices S, S1 , S2, S3 et S4 peuvent présenter à la fois une largeur Ld de distribution de taille d'objets d'au moins 1 ,04 et une largeur L'd de distribution de taille d'objets inférieure à 500 nm d'au moins 0,95.

La largeur Ld de distribution de taille d'objets des silices S, S1 , S2, S3 et S4 peut, dans certains cas, être d'au moins 1 ,10, en particulier d'au moins 1 ,20 ; elle peut être d'au moins 1 ,30, par exemple d'au moins 1 ,50, voire d'au moins 1 ,60.

De même, la largeur L'd de distribution de taille d'objets inférieure à 500 nm des silices S, S1 , S2, S3 et S4 peut être par exemple d'au moins 1 ,0, en particulier d'au moins 1 ,10, notamment d'au moins 1 ,20.

II est également à noter que les silices S, S1 , S2, S3 et S4 présentent généralement une taille d'objets élevée, qui est atypique. Ainsi, le mode de leur distribution granulométrique tel que mesuré par granulométrie XDC après désagglomération aux ultrasons (dans l'eau) peut par exemple satisfaire à la condition suivante : Mode XDC (nm) >(5320 / Surface CTAB (m2/g)) + 8 voire à la condition suivante :

Mode XDC (nm) >(5320 / SCTAB (m2/g)) + 10.

Les silices S, S1 , S2, S3 et S4 utiles selon l'invention peuvent par ailleurs posséder une chimie de surface particulière, telle qu'elles présentent un rapport (nombre de Sears x 1000) / (surface spécifique BET) inférieur à 60, de préférence inférieur à 55, par exemple inférieur à 50. '

Le "nombre de Sears" auquel il est fait référence ici correspond au volume de solution d'hydroxyde de sodium 0,1 M qui est nécessaire pour élever le pH de 4 à 9 d'une suspension de la silice testée à 10 g/l en milieu chlorure de sodium à 200 g/l, tel que déterminé selon la méthode décrite par G. W. SEARS dans Analytical Chemistry, vol. 28, No. 12, décembre 1956.

Pour une silice donnée, ce nombre de Sears est déterminé dans les conditions suivantes. On prépare, à partir de 400 grammes de chlorure de sodium, une solution de chlorure de sodium à 200 g/l acidifiée à pH 3 avec une solution d'acide chlorhydrique 1 M. Les pesées sont effectuées à l'aide d'une balance de précision METTLER. On ajoute délicatement 150 ml de cette solution de chlorure de sodium dans un bêcher de 250 ml dans lequel a été préalablement introduit une masse M (en g) de l'échantillon à analyser correspondant à 1 ,5 gramme de silice sèche. On applique à la dispersion obtenue des ultrasons pendant 8 minutes (sonde à ultrasons BRANSON de 1500 W, amplitude de 60 %, diamètre de 13 mm), le bêcher étant dans un cristallisoir rempli de glace. Puis on homogénéise la solution obtenue par agitation magnétique, à l'aide d'un barreau aimanté de dimensions 25 mm x 5 mm. On vérifie que le pH de la suspension est inférieur à 4, en l'ajustant si nécessaire avec une solution d'acide chlorhydrique 1 M. On ajoute ensuite, à l'aide d'un pH- mètre titreur Metrohm (titroprocesseur 672, dosimat 655), préalablement étalonné à l'aide de solutions tampon pH 7 et pH 4, une solution d'hydroxyde de sodium 0,1 M à un débit de 2 ml/min. (Le pH-mètre titreur a été programmé comme suit : 1 ) Appeler le programme «Get pH», 2) Introduire les paramètres suivants : pause (temps d'attente avant le début du titrage) : 3 s, débit de réactif : 2 ml/min, anticipation (adaptation de la vitesse de titrage à la pente de la courbe de pH) : 30, stop pH : 9,40, EP critique (sensibilité de détection du point d'équivalence) : 3, report (paramètres d'impression du rapport de titrage) : 2,3,5 (c'est-à-dire création d'un rapport détaillé, liste de points de mesure, courbe de titrage)). On détermine par interpolation les volumes V₁ et V₂ exacts de la solution d'hydroxyde de sodium ajoutée pour obtenir respectivement un pH de 4 et un pH de 9. Le nombre de Sears pour 1 ,5 gramme de silice sèche est égal au rapport :

((V₂ - V₁) X iSO) Z (ES x M) avec les significations suivantes : Vi : volume de solution d'hydroxyde de sodium 0,1 M à pHi = 4

V₂ : volume de solution d'hydroxyde de sodium 0,1 M à pH₂ = 9 M : masse de l'échantillon (g) ES : extrait sec en %

Par ailleurs, les silices S, S1 , S2, S3 et S4 utiles selon l'invention ont en général au moins l'une, et de préférence l'ensemble, des trois caractéristiques suivantes :

• la moyenne géométrique en masse des tailles de particules (d_w) telle que mesurée à l'aide de la méthode d'analyse granulométrique XDC satisfait à la condition suivante : d_w ≥(16500 / S_CTA_B) - 30 , où SCTAB désigne la surface spécifique CTAB exprimée en m2/g ;

• la porosité est telle que le rapport L/IF satisfait à la condition suivante :

L/IF > - 0,0025 SCTAB + 0,85 où S_CTA_B désigne la surface spécifique CTAB exprimée en m2/g ; ^• le nombre de silanols par unité de surface( Nsi_θH/nm₂) est tel que :

N_Si0H/nm2 ≤ " 0,027 S₀TAB + 10,5. où : - SCTAB désigne la surface spécifique CTAB exprimée en m2/g ; et

- le nombre de silanols par nm² de surface est déterminé par greffage de méthanol sur la surface de la silice, de préférence dans les conditions exposées ci-dessous :

1 g de silice brute est mis en suspension dans 10 ml de méthanol, dans un autoclave de 110 ml (Top Industrie, référence 09990009). Un barreau aimanté est introduit et l'autoclave, fermé hermétiquement et calorifuge, est chauffé à 200 ⁰C (40 bars) sur agitateur magnétique chauffant pendant 4 heures. L'autoclave est ensuite refroidi dans un bain d'eau froide. La silice greffée est récupérée par décantation et le méthanol résiduel est évaporé sous courant d'azote. Enfin, la silice greffée est séchée à 130 ⁰C sous vide pendant 12 heures. La teneur en carbone est déterminée par analyseur élémentaire (analyseur NCS 2500 de CE Instruments) sur la silice brute et sur la silice greffée. Ce dosage sur Ia silice greffée est effectué dans les trois jours qui suivent

Ia fin du séchage, l'humidité de l'air ou la chaleur pouvant en effet provoquer une hydrolyse du greffage méthanol. Le nombre de silanols par nm² est alors calculé par la formule suivante : N_Si0H/nm2 = [(%C_g - %C_b) x 6,023 x 10²³] / [SBET x 10¹⁸ x 12 x 100] avec les significations suivantes :

%C_g : pourcentage massique de carbone présent sur la silice greffée %C_b : pourcentage massique de carbone présent sur Ia silice brute SBET : surface spécifique BET de la silice (exprimée en m²/g)

Quel que soit le mode exact de préparation de la silice utilisée selon l'invention et ses caractéristiques de porosité, de granulométrie, et de chimie de surface, une caractéristique importante de cette silice est sa surface spécifique, qui est supérieure ou égale à 60 m²/g, ce qui permet d'obtenir l'augmentation de la rigidité du matériau recherchée selon l'invention.

De façon générale, plus la surface spécifique d'une silice utilisée selon l'invention est importante, plus l'amélioration de la rigidité obtenue est prononcée.

De ce point de vue, on préfère donc le plus souvent utiliser des silices ayant une surface spécifique BET d'au moins 80m²/g,- voire d'au moins 90 m²/g, et plus préférentiellement d'au moins 100 m²/g. Selon un mode de réalisation avantageux, la silice utilisée à une surface spécifique BET d'au moins 120 m²/g, voire d'au moins 150 m²/g, par exemple d'au moins 170 m²/g.

Par ailleurs, on préfère le plus souvent qu'une silice utilisée selon l'invention soit présente à l'état d'objets (particules, agrégats et/ou agglomérats) les plus finement divisés et dispersés possible, ce qui se révèle avantageux notamment en ce qui concerne la résistance au choc du matériau. Ainsi, sans vouloir être lié à une théorie particulière, les travaux des inventeurs permettent d'établir qu'on observe une augmentation de la résistance au choc d'autant plus prononcée que la silice est finement dispersée dans le matériau.

Il est à noter que les silices S, S1 , S2, S3, et S4 qui ont été décrites plus haut dans la présente description sont des silices qui ont de hautes surfaces spécifiques BET, typiquement supérieure ou égale à 60 m²/g. De plus, ces silices spécifiques se retrouvent en général dispersées sous forme de très petits objets dans les matériaux polymères thermoplastiques où elles sont introduites à titre de charge minérale (typiquement elles se retrouvent essentiellement sous la forme d'objets de dimensions inférieures à 5 microns, et le plus souvent inférieures à 1 micron, voire bien inférieures). Ces silices se révèlent de ce fait particulièrement intéressantes pour la mise en œuvre de la présente invention.

A ce sujet, il est à souligner que les silices S, S1 , S2, S3, et S4 présentent souvent une très bonne aptitude à la dispersion, notamment dans les polymères thermoplastiques. Cette aptitude à la dispersion (et à la désagglomération) peut notamment être quantifiée au moyen de tests spécifiques de désagglomération suivants :

• un premier test de désagglomération est réalisé en appréciant la cohésion des agglomérats par une mesure granulométrique (par diffraction laser), effectuée sur une suspension de silice préalablement désagglomérée par ultra-sonification. On mesure ainsi l'aptitude à la désagglomération de la silice (rupture des objets de 0,1 à quelques dizaines de microns).

Dans ce test, la désagglomération sous ultrasons est effectuée à l'aide d'un sonificateur VIBRACELL BIOBLOCK (600 W), équipé d'une sonde de diamètre 19 mm. La mesure granulométrique est effectuée par diffraction laser sur un granulomètre SYMPATEC. On pèse 2 grammes de silice dans un pilulier (hauteur : 6 cm et diamètre : 4 cm) et l'on complète à 50 grammes par ajout d'eau permutée : on réalise ainsi une suspension aqueuse à 4 % de silice qui est homogénéisée pendant 2 minutes par agitation magnétique. On procède ensuite à la désagglomération sous ultrasons comme suit : la sonde étant immergée sur une longueur de 4 cm, on règle la puissance de sortie de manière à obtenir une déviation de l'aiguille du cadran de puissance indiquant 20 %. La désagglomération est effectuée pendant 420 secondes. On réalise ensuite la mesure granulométrique après avoir introduit dans la cuve du granulomètre un volume (exprimé en ml) connu de la suspension homogénéisée. La valeur du diamètre médian 0₅os (ou "diamètre médian Sympatec") que l'on obtient est d'autant plus faible que la silice présente une aptitude à la désagglomération élevée. On peut déterminer également le rapport (10 x volume de suspension introduite (en ml))/densité optique de la suspension détectée par le granulomètre (cette densité optique est de l'ordre de 20). Ce rapport est indicatif du taux de particules de taille inférieure à 0,1 μm qui ne sont pas détectées par le granulomètre. Ce rapport est appelé facteur de désagglomération (Sympatec) aux ultrasons (F_Ds)-

• Un autre test de désagglomération est réalisé en appréciant la cohésion des agglomérats par une mesure granulométrique (par diffraction laser), effectuée sur une suspension de silice préalablement désagglomérée par ultra-sonification. On mesure ainsi l'aptitude à la désagglomération de la silice (rupture des objets de 0,1 à quelques dizaines de microns).

Dans ce test, la désagglomération sous ultrasons est effectuée à l'aide d'un sonificateur VIBRACELL BIOBLOCK (600 W), utilisé à 80 % de la puissance maximale, équipé d'une sonde de diamètre 19 mm. La mesure granulométrique est effectuée par diffraction laser sur un granulomètre MALVERN (Mastersizer 2000). On pèse dans un pilulier (hauteur : 6 cm et diamètre : 4 cm) 1 gramme de silice et l'on complète à 50 grammes par ajout d'eau permutée : on réalise ainsi une suspension aqueuse à 2 % de silice qui est homogénéisée pendant 2 minutes par agitation magnétique. On procède ensuite à la désagglomération sous ultrasons pendant 420 secondes. On réalise ensuite la mesure granulométrique après avoir introduit dans la cuve du granulomètre la totalité de la suspension homogénéisée.

La valeur du diamètre médian 0₅OM (OU "diamètre médian Malvern") que l'on obtient est d'autant plus faible que la silice présente une aptitude à la désagglomération élevée. On peut déterminer également le rapport (10 x valeur de l'obscuration du laser bleu) / valeur de l'obscuration du laser rouge. Ce rapport est indicatif du taux de particules de taille inférieure à 0,1 μ m. Ce rapport est appelé facteur de désagglomération (Malvern) aux ultrasons (F_DM).

• Une vitesse de désagglomération, notée α, peut être mesurée au moyen d'un autre test de désagglomération aux ultrasons, à 100% de puissance d'une sonde de 600 watts, fonctionnant en mode puisé (soit : 1 seconde ON, 1 seconde OFF) afin d'éviter un échauffement excessif de la sonde ultrasons pendant la mesure. Ce test connu, faisant notamment l'objet de la demande WO99/28376 (voir également les demandes WO99/28380, WO00/73372, WO00/73373), permet de mesurer en continu l'évolution de la taille moyenne (en volume) des agglomérats de particules durant une sonification, selon les indications ci-après. Le montage utilisé est constitué d'un granuiomètre laser (type "MASTE RS I ZE R S", commercialisé par Malvern Instruments - source laser He-Ne émettant dans le rouge, longueur d'onde 632,8 nm) et de son préparateur ("Malvern Small Sample Unit MSX1 "), entre lesquels a été intercalée une cellule de traitement en flux continu (BIOBLOCK M72410) munie d'une sonde à ultrasons (sonificateur 12,7 mm type VIBRACELL de 600 watts commercialisé par la société Bioblock). Une faible quantité (150 mg) de silice à analyser est introduite dans le préparateur avec 160 ml d'eau, la vitesse de circulation étant fixée à son maximum. Au moins trois mesures consécutives sont réalisées pour déterminer selon la méthode de calcul connue de Fraunhofer (matrice de calcul Malvern 3$$D) le diamètre initial moyen (en volume) des agglomérats, noté d_v[0]. La sonification (mode puisé : 1 s ON, 1 s OFF) est ensuite établie à une puissance de 100 % (soit 100 % de la position maximum du "tip amplitude") et on suit durant 8 minutes environ l'évolution du diamètre moyen (en volume) d_v[t] en fonction du temps "t" à raison d'une mesure toutes les 10 secondes environ. Après une période d'induction (environ 3-4 minutes), il est observé que l'inverse du diamètre moyen (en volume) 1/d_v[t] varie linéairement, ou de manière sensiblement linéaire, avec le temps "t" (régime stable de désagglomération). La vitesse de désagglomération α est calculée par régression linéaire de Ia courbe d'évolution de 1/d_v[t] en fonction du temps "t", dans la zone de régime stable de désagglomération (en général, entre 4 et 8 minutes environ) ; elle est exprimée en μm^"1.mn^"1. La demande WO99/28376 décrit en détail un dispositif de mesure utilisable pour la réalisation de ce test de désagglomération aux ultrasons. Ce dispositif consiste en un circuit fermé dans lequel peut circuler un flux d'agglomérats de particules en suspension dans un liquide. Ce dispositif comporte essentiellement un préparateur d'échantillon, un granulomètre laser et une cellule de traitement. Une mise à la pression atmosphérique, au niveau du préparateur d'échantillon et de la cellule de traitement elle-même, permet l'élimination en continu des bulles d'air qui se forment durant la sonification (action de la sonde ultrasons). Le préparateur d'échantillon ("Malvern Small Sample Unit MSX1") est destiné à recevoir l'échantillon de silice à tester (en suspension dans le liquide) et à le faire circuler à travers le circuit à la vitesse préréglée (potentiomètre - vitesse maximum d'environ 3 l/mn), sous la forme d'un flux de suspension liquide. Ce préparateur consiste simplement en une cuve de réception qui contient, et à travers laquelle circule, la suspension à analyser. Il est équipé d'un moteur d'agitation, à vitesse modulable, afin d'éviter une sédimentation des agglomérats de particules de la suspension ; une mini-pompe centrifuge est destinée à assurer la circulation de la suspension dans le circuit ; l'entrée du préparateur est reliée à l'air libre via une ouverture destinée à recevoir l'échantillon de charge à tester et/ou le liquide utilisé pour la suspension. Au préparateur est connecté un granulomètre laser ("Mastersizer S") dont la fonction est de mesurer en continu, à intervalles de temps réguliers, la taille moyenne en volume "d_v" des agglomérats, au passage du flux, grâce à une cellule de mesure à laquelle sont couplés les moyens d'enregistrement et de calcul automatiques du granulomètre. On rappelle ici brièvement que les granulomètres laser exploitent, de manière connue, le principe de la diffraction de la lumière par des objets solides mis en suspension dans un milieu dont l'indice de réfraction est différent de celui du solide. Selon la théorie de Fraunhofer, il existe une relation entre la taille de l'objet et l'angle de diffraction de la lumière (plus l'objet est petit et plus l'angle de diffraction sera élevé).

En pratique, il suffit de mesurer la quantité de lumière diffractée pour différents angles de diffraction pour pouvoir déterminer la distribution de taille (en volume) de l'échantillon, d_v correspondant à la taille moyenne en volume de cette distribution (d_v = ∑(njdj⁴) / ∑(njdj³) où chacun des ni désigne le nombre d'objets de la classe de taille ou diamètre dj).

Intercalée entre le préparateur et le granulomètre laser se trouve enfin une cellule de traitement équipée d'une sonde ultrasons, pouvant fonctionner en mode continu ou puisé, destinée à casser en continu les agglomérats de particules au passage du flux. Ce flux est thermostaté par l'intermédiaire d'un circuit de refroidissement disposé, au niveau de la cellule, dans une double enveloppe entourant la sonde, la température étant contrôlée par exemple par une sonde de température plongeant dans le liquide au niveau du préparateur.

Le diamètre médian 0_5Os des silices S, S1 , S2, S3 et S4, après désagglomération aux ultrasons, est en général inférieur à 8,5 μm ; il peut être inférieur à 6,0 μm, par exemple inférieur à 5,5 μm.

De même, le diamètre médian 0₅OM des silices S, S1 , S2, S3 et S4, après désagglomération aux ultrasons, est en général inférieur à 8,5 μm ; il peut être inférieur à 6,0 μm, par exemple inférieur à 5,5 μm.

Les silices S, S1 , S2, S3 et S4 peuvent par ailleurs posséder une vitesse de désagglomération α, mesurée selon le test de désagglomération aux ultrasons en mode puisé décrit ci-dessus , à 100 % de puissance d'une sonde à ultrasons de 600 watts, d'au moins 0,0035 μm^'1.mn^"1, en particulier d'au moins

0,0037 μm^"1.mn^"1.

Les silices S, S1 , S2, S3 et S4 peuvent par ailleurs présenter un facteur de désagglomération aux ultrasons (FDS) supérieur à 3 ml, en particulier supérieur à 3,5 ml, notamment supérieur à 4,5 ml. Leur facteur de désagglomération aux ultrasons (F_DM) peut quant à lui être supérieur à 6, en particulier supérieur à 7, notamment supérieur à 11.

D'autre part, les silices selon la présente invention peuvent présenter une taille moyenne (en masse) de particules, mesurée par granulométrie XDC après désagglomération aux ultrasons, d_w, comprise entre 20 et 300 nm, notamment entre 30 et 300 nm, par exemple entre 40 et 160 nm. Les travaux des inventeurs permettent maintenant d'établir que les résultats particulièrement intéressants qui ont été observés avec les silices spécifiques S, S1 , S2, S3, et S4 précitées sont généralisables à d'autres silices, sous réserve que ces silices (1 °) présentent une surface spécifique BET d'au moins 60 m²/g, et (2°) sont dispersées à l'état d'objets à l'état suffisamment divisé dans le matériau polymère thermoplastique où elles sont incorporées.

Dans ce cadre, selon un autre aspect particulier, la présente invention a pour objet l'utilisation de toute silice (dite ci-après "silice S₀") ayant une surface spécifique BET d'au moins 60 m²/g, et présente dans le polymère essentiellement sous forme d'objets dispersés ayant une taille inférieure à 5 microns (et de préférence inférieure à 1 micron), à titre de charge minérale dans un matériau polymère thermoplastique, pour augmenter la rigidité dudit matériau, tout en maintenant ou en améliorant sa résistance au choc.

A titre d'exemple, on peut utiliser comme silice So du type précité les silices spécifiques S, S1 , S2, S3, et S4 décrites plus haut dans la présente description. D'autres silices qui présentent la surface spécifique requise, associée à une dispersibilité suffisante au sein du matériau polymère, sont également adaptées à la mise en œuvre de la présente invention. De façon générale, la silice So est de préférence une silice de précipitation. Le plus souvent, des silices ayant de très hautes surfaces spécifiques présentent des propriétés de dispersibilité relativement limitées, et il s'avère de ce fait généralement difficile de les disperser dans un matériau polymère sous forme d'objets de très faibles dimensions. De ce fait, en pratique, on utilise typiquement à titre de silice S₀ des silices ayant une surface spécifique BET inférieure ou égale à 300 m²/g, par exemple inférieure ou égale à 250 m²/g. Ainsi, une silice utilisée à titre de silice So a, en règle générale, une surface spécifique BET comprise entre 60 et 300 m²/g, par exemple entre 100 et 250 m²/g, et notamment entre 150 et 200m²/g. Toutefois l'utilisation de silices ayant des surfaces spécifiques plus élevée n'est pas exclue, sous réserve qu'elles puissent être dispersées dans le matériau essentiellement sous forme d'objets dispersés ayant une taille inférieure à 5 microns, et de préférence inférieure à 1 micron. Par ailleurs, quelle que soit leur nature exacte, une caractéristique importante des silices de type So est leur état de dispersion dans le matériau où elles sont incorporées. En règle générale, les propriétés de résistance au choc du matériau obtenu en mettant en œuvre une silice de type S₀ dépendent en grande partie de cet état de dispersion, et ce d'autant plus que la surface spécifique de la silice utilisée est élevée.

Dans ce cadre, il est généralement préférable que la silice So soit présente dans le matériau sous forme d'agrégats, agglomérats et/ou particules dont au moins 90% en nombre, de préférence au moins 95% en nombre, et avantageusement au moins 98% en nombre, ont des dimensions inférieures à 5 microns, de préférence à 1 micron, le reste des particules ayant en général des dimensions inférieures à 10 microns.

Avantageusement, la silice So est dispersée sous forme d'objets (agrégats, agglomérats et/ou particules) dont au moins 80% en nombre, de préférence au moins 90% en nombre, et avantageusement au moins 95% en nombre, ont des dimensions comprises entre 30 nm et 1000 nm, par exemple entre 50 et 900 nm, notamment entre 100 nm et 800 nm. Avec de telles conditions de dispersion de la silice, on obtient le plus souvent une augmentation à la fois de la rigidité et de la résistance au choc du matériau. L'état de dispersion de la silice dans un matériau polymère thermoplastique du type de celui de l'invention peut par ailleurs être quantifié par analyse de plusieurs clichés de microscopie électronique à balayage (typiquement avec un grandissement x 1000) effectués sur plusieurs coupes planes du matériau obtenues par ultracryotomie (typiquement des coupes de dimensions 110μm x 70μm). L'analyse d'image de ce type de cliché permet, par analyse d'image, de déterminer la fraction de la surface de l'image occupée par les objets de taille supérieure à 5μm. On détermine dans ce cadre une fraction surfacique "FS_5μm ^' (égale à la surface occupée par les objets de taille supérieure à 5μm rapportée à la surface totale de l'image). Le rapport de cette fraction surfacique FS_5μrπ ramenée à la fraction volumique FV de silice dans le matériau (rapport du volume occupé par la silice dans le matériau ramené au volume total du matériau) est caractéristique de la dispersion de la silice dans le matériau. Une dispersion adaptée selon l'invention correspond en général à un rapport FS_5μm / FV inférieur ou égal à 4, de préférence inférieur ou égal à 3, avantageusement inférieur ou égal à 2, et plus préférentiellement inférieur ou égal à 1. Typiquement, la fraction surfacique FS_δμm à laquelle il est fait référence ci-dessus peut être mesurée dans les conditions suivantes :

Préparation de l'échantillon

Des coupes planes de l'échantillon sont effectuées par pré-taillage par un ultratrim (Reichert-Jung). Le surfaçage définitif de l'échantillon est réalisé à l'aide d'un ultra-microtome ULTRACUT E (Reichert-Jung) équipé de couteaux en diamant DIATOME de largeur 3 mn. Le bloc surface obtenu a une largeur de 2mn et une longueur voisine de 4mn.

Observations

Le bloc surface obtenu est ensuite observé en microscopie à balayage pour l'évaluation de la macrodispersion. Le microscope utilisé est un MEB/FEG

(émission à effet de champ) LEO 1525. Pour chaque échantillon, une série d'au moins 10 images en électrons secondaires est réalisée en différents endroits du matériaux, pour obtenir une mesure représentative du matériau. La taille de chaque image est de 1024*768 pixels. Analyse des images

Les images numériques obtenues sont ensuite traitées par analyse d'image à l'aide du logiciel VISILOG, selon les étapes suivantes :

• seuillage I binarisation : le seuillage permet d'extraire de l'image tous les pixels ayant une valeur dans un intervalle donné, il permet donc de discriminer les particules au sein de la matrice ; la binarisation consiste à affecter à chaque pixel de l'image une valeur numérique (0 ou 1) selon son appartenance à la matrice ou à la charge (0 pour la matrice, 1 pour la charge).

• Erosion / dilatation : une érosion de l'image obtenue par un élément structurant de taille 2,5 microns permet de soustraire de l'image tous les objets ayant une taille inférieure à 5 microns. Une dilatation de l'image résultante permet ensuite de reconstruire l'image.

• Mesure : on additionne la valeur de tous les pixels de l'image puis on normalise par la surface ; la valeur obtenue correspond alors au taux surfacique d'objets ayant une taille supérieure à 5 microns.

De façon plus générale, les silices S, S1 , S2, S3, S4 et So utiles selon l'invention ont de préférence une surface spécifique BET comprise entre 60 et 300 m²/g, par exemple entre 100 et 250 m²/g, et notamment entre 150 et 200m²/g.

Par ailleurs, les silices S₁ S1 , S2, S3, S4 et S₀ utiles selon l'invention ont de préférence un pH compris entre 6,3 et 7,8, notamment entre 6,6 et 7,5. Ce pH est celui mesuré selon la norme ISO 787/9 (pH d'une suspension de la silice testée à 5 % dans l'eau).

Les silices S, S1 , S2, S3, S4 et So possèdent par ailleurs une prise d'huile DOP variant, le plus souvent, entre 220 et 330 ml/100g, par exemple entre

240 et 300 ml/100g. La prise d'huile DOP à laquelle il est fait référence dans la présente description est déterminée selon la norme NF T 30-022 (mars 1953) en mettant en œuvre le dioctylphtalate.

D'autre part, les silices S, S1, S2, S3, S4 et S₀ utiles selon l'invention se présentent avantageusement sous forme de poudres, de préférence des poudres ayant une taille moyenne d'au moins 15 μm, par exemple comprise entre 15 et 60 μm (notamment entre 20 et 45 μm) ou bien entre 30 et 150 μm (notamment entre

45 et 120 μm).

Alternativement, les silices S, S1 , S2, S3, S4 et S₀ utilisées selon l'invention peuvent aussi se présenter sous forme de billes sensiblement sphériques de taille moyenne d'au moins 80 μm. Cette taille moyenne des billes peut être d'au moins 100 μm, par exemple d'au moins 150 μm ; elle est généralement d'au plus 300 μm et se situe de préférence entre 100 et 270 μm. Cette taille moyenne est déterminée selon la norme NF X 11507 (décembre 1970) par tamisage à sec et détermination du diamètre correspondant à un refus cumulé de 50 %.

Quelle que soit leur nature exacte, les silices S, S1 , S2, S3, S4 et S₀ précitées se révèlent particulièrement adaptées à titre de charge minérales pour améliorer la rigidité de matériau polymères thermoplastiques, et ce sans diminuer la résistance au choc, voire en améliorant cette résistance au choc dans certains cas, et en améliorant le plus souvent, dans le même temps, d'autre caractéristiques, telles que l'allongement en traction du matériau et la résistance à la rayure. Au sens de la présente description, on entend par "matériau polymère thermoplastique" un matériau comprenant à titre de constituant majoritaire un polymère thermoplastique ou un mélange de polymères thermoplastiques, et se comportant globalement comme un polymère thermoplastique. Ainsi, un matériau polymère thermoplastique au sens de la présente description comprend généralement au moins 50% en masse d'un polymère thermoplastique ou d'un mélange de polymères thermoplastiques, le plus souvent au moins 75% en masse, par exemple au moins 80% en masse, et typiquement d'au moins 90%, voire au moins 95% en masse. Outre ce ou ces polymère(s) thermoplastique(s) et la silice utilisée à titre de charge, le matériau polymère thermoplastique peut comprendre d'autres ingrédients tels que des additifs permettant la conservation ou la bonne mise en oeuvre du polymère, ou bien des additifs permettant d'améliorer encore les propriétés de résistance au choc du matériau (charges polymères ou charges minérales traitées en surface par des acides gras, par exemple). La silice de l'invention peut également être utilisée en combinaison avec d'autres charges minérales, telles que d'autres silices, du talc, de la wollastonite, du kaolin, du mica, du carbonate de calcium, des fibres de verres, et/ou silicates. La présence de ces agents additionnels peut permettre d'améliorer encore l'effet d'amélioration de la rigidité recherché selon l'invention, et/ou d'améliorer d'autres caractéristiques du matériau, notamment la résistance au choc. En particulier, la mise en œuvre de la silice de l'invention conjointement à d'autres charges minérales peut s'avérer avantageuse pour améliorer la résistance à la rayure du matériau. Néanmoins, la présence de tels composants additionnels n'est aucunement requise pour obtenir l'effet d'amélioration de la rigidité recherchée selon l'invention. Selon un mode particulier de réalisation, la silice de l'invention est utilisée à titre d'unique charge minérale dans le matériau polymère thermoplastique.

Par ailleurs, il est à souligner que la silice utilisée selon l'invention ne nécessite, en général, aucun un traitement de surface, en particulier par des molécules organiques telles que des acides gras, pour assurer l'effet d'amélioration de la rigidité de l'invention. Néanmoins, selon un mode de réalisation envisageable, le matériau polymère peut comprendre un additif choisi parmi les silanes, les acides gras, les acides phosphoniques, les titanates, les cires de polypropylène, les cires de polyéthylène et/ou les polypropylènes greffés anhydride maléique, ce qui permet notamment d'assurer une meilleure compatibilité entre la silice (et les éventuelles autres charges minérales présentes) et les polymères thermoplastiques.

Les silices de l'invention se révèlent particulièrement avantageuses à titre de charges minérales dans des matériaux polymères thermoplastiques à base d'un ou plusieurs polymères choisis parmi les polyoléfines, les polyamides (notamment les polyamides 6, les polyamides 66, les polyamides 11 , les polyamides 12, les polymétaxylylènediamines, les mélanges et les copolymères à base de ces polyamides), les polyesters, les poly(arylène) oxydes, les polychlorures de vinyle, le polychlorure de vinylidène, le polyacétate de vinyle, les mélanges de ces polymères et les copolymères à base de ces polymères.

En particulier, les silices de l'invention sont tout particulièrement adaptées pour améliorer la résistance au choc de matériaux polymères thermoplastiques à base d'une ou plusieurs polyoléfines, et en particulier les matériaux polymères qui comprennent :

- une homopolyoléfine choisie parmi un polyéthylène, un polypropylène, un polybutylène, ou un poly(méthylpentène) ; - une polyoléfine copolymère, à base d'au moins deux types d'unités choisies parmi les unités éthylène, propylène, butylène et méthylpentène ; ou - un mélange de deux ou plus desdites homopolyoléfines et/ou desdites polyoléfines copolymères.

Les silices utiles selon l'invention sont par exemple bien adaptées à titre de charge dans des matériaux thermoplastiques à base de polypropylène, de polyéthylène ou à base de mélanges de ces polymères ou de leurs copolymères. Selon un mode de réalisation intéressant, le matériau polymère thermoplastique où est incorporée la charge de silice selon l'invention est un matériau à base de polypropylène ou d'un copolymère de propylène et d'éthylène.

Quelle que soit la nature du matériau thermoplastique, la silice utilisée à titre de charge selon l'invention est généralement en une teneur comprise entre

0,5% et 10 % en masse, par exemple entre 1 et 7%, par exemple entre 2 et 6%, par rapport à la masse totale du matériau polymère thermoplastique incluant la silice.

L'incorporation de la silice dans le matériau peut se faire selon tout moyen connu en soi pour l'incorporation de charges minérales dans une matrice polymère thermoplastique, sous réserve qu'elle conduise à une dispersion de la silice telle que requise selon l'invention. A cet effet, cette incorporation est avantageusement effectuée en mélangeant sous contrainte la silice et le ou polymères du matériau au-delà de leur température de transition vitreuse, éventuellement en présence d'additifs, par exemple des stabilisants thermiques du type de I'IRGANOX^®B225 commercialisé par la société Ciba, avantageusement en utilisant des dispositifs de types mélangeurs internes ou extrudeuses.

Selon un aspect particulier, l'invention a également pour objet les matériaux polymères thermoplastiques comprenant une silice S, S1 , S2, S3, S4, ou SO, du type précité, à titre de charge minérale améliorant leur rigidité.

Ces matériaux sont en particulier adaptés pour la fabrication de couches de revêtement, pièces mécaniques ou de pièces pour l'automobile, et en particulier pour la fabrication de pièces de faible épaisseur ayant de bonnes propriétés mécaniques. De façon plus spécifique, l'invention a également pour objet les matériaux polymères thermoplastiques de ce type qui comprennent une ou plusieurs polyoléfines à titre de constituant majoritaire (à savoir constituant plus de 50% en masse, en général au moins 75% en masse, par exemple au moins 90%, voire 95% en masse du matériau), et plus spécifiquement des matériaux de ce type comprenant du polypropylène à titre de constituant majoritaire. Dans ces matériaux, l'introduction de la silice de l'invention à titre de charge minérale conduit le plus souvent à l'obtention de matériaux polymères présentant des propriétés optiques similaires au matériau non chargé, contrairement à ce qui est observé avec la plupart des charges minérales qui conduisent à une modification de la teinte du matériau, de sa transparence ou de ses propriétés de diffusion de la lumière. La conservation de propriétés optiques du matériau de départ est souvent telle que l'introduction de la silice dans le matériau ne conduit pas à une modification de l'aspect du matériau visuellement. La modification des propriétés du matériau peut par ailleurs être chiffrée de façon plus précise, par exemple par spectro-colorimétrie, d'où il ressort le plus souvent que l'introduction d'une silice selon l'invention dans un matériau polymère à base d'une polyoléfine telle que le polyéthylène conduit tout au plus à des modifications très faibles des propriétés de transparence, de transmission de la lumière et de coloration du matériau. Ces propriétés permettent notamment d'obtenir des matériaux polyoléfiniques thermoplastiques résistant au choc et présentant de bonnes propriétés de transparence.

Différents aspects et avantages de l'invention ressortiront encore des exemples illustratifs et non limitatifs donnés ci-après, dans lesquels on a utilisé, à titre de silice selon l'invention, une silice S qui est une silice ayant une surface spécifique BET supérieure à 100 m²/g, et qui est obtenue selon le procédé P tel que défini plus haut dans la présente description. EXEMPLE 1

Utilisation de ia silice S pour améliorer la résistance au choc d'un matériau thermoplastique à base de polypropylène (incorporation de la silice dans le matériau au moyen d'un mélangeur interne)

La silice S a été utilisée à titre de charge minérale pour l'amélioration de la résistance au choc d'un matériau polymère ayant la Formulation (1 ) suivante (les pourcentages indiqués sont des pourcentages en masse par rapport à la masse totale de la formulation) :

- polypropylène : 96,8% - stabilisant thermique : 0,2%

- silice S : 3%

Le polypropylène utilisé dans cet exemple est le polypropylène commercialisé sous le nom de PPH 4060 par la société Atofina (polypropylène homopolymère ayant un indice de fluidité à chaud (230⁰C sous 2,16 kg) de 3g/10min). Le stabilisant thermique est quant à lui I'1RGANOX^®B225 commercialisé par la société Ciba (mélange d'antioxydants à base de composés phénoliques).

Le matériau polymère incorporant la silice a été préparé en introduisant 35 g de polypropylène, 0,07 g de stabilisant thermique et 1 ,1 g de silice S dans un mélangeur interne Brabenber initialement porté à un température de 150⁰C, avec un taux de remplissage de 0,7, où la cuve du mélangeur interne est munie de deux rotors de type W50 pour thermoplastique, tournant à une vitesse de 125 tours par minute.

On a effectué un mélange des constituants introduits dans ces conditions pendant 5 minutes, la température s'élevant au cours du mélange compte tenu du cisaillement interne, conduisant à une température finale de l'ordre de 180⁰C.

Une partie de la formulation ainsi obtenue a été moulée par pressage dans un moule parallélépipédique de dimensions 100 mm x 100 mm x 10 mm, entre deux plateaux de compression chauffés à 200⁰C, sous une pression de 200 bars (2.10^"3 Pa) pendant 2 minutes. Le moule a ensuite été refroidi entre les deux plateaux portés à 18⁰C sous une pression de 200 bars, pendant 4 minutes.

Sur la plaque de polymère obtenue, on a effectué plusieurs clichés de microscopie électronique en différents endroits sur la base desquels on a déterminé la fraction surfacique FS_5μm (proportion de surface occupée par les objets de taille supérieure à 5μm sur les images obtenues), par analyse d'image dans les conditions spécifiques définies plus haut dans la description. La fraction surfacique FS_5μm ainsi mesurée est de 4%.

Dans cet exemple, la fraction volumique FV de silice dans le matériau (rapport du volume occupé par la silice dans le matériau ramené au volume total du matériau) est de 1 ,4% (fraction massique de 3%). Le rapport FS_5μm / FV du matériau est donc de 2,93 dans cet exemple.

Par ailleurs, dans la plaque de polymère obtenue à l'issue du moulage, on a découpé deux éprouvettes parallélépipédiques de dimensions 80 mm x 4 mm x 10 mm.

Sur la première éprouvette, on a mesuré le module de flexion dans les conditions de la norme ISO 178 à 23° C.

Sur la seconde éprouvette, on a mesuré l'énergie de rupture selon de test de résistance au choc Charpy à 23°C sur éprouvette entaillée, dans les conditions de là norme ISO 179 à 23° C.

A titre de comparaison, les mêmes tests ont été réalisés sur des éprouvettes préparées dans les mêmes conditions, mais à partir d'une formulation témoin (T1 ) sans silice.

Les résultats obtenus sont reportés dans le Tableau I ci-dessous, d'où il ressort que la présence de silice à titre de charge minérale dans la formulation accroît à la fois la rigidité (augmentation du module de flexion) et la résistance au choc (augmentation de l'énergie de rupture). Tableau I

EXEMPLE 2

Utilisation de la silice S pour améliorer la résistance au choc d'un matériau thermoplastique à base de polypropylène (incorporation de la silice dans le matériau au moyen d'une extrudeuse)

La silice S a été utilisée à titre de charge minérale pour l'amélioration de la résistance au choc d'un matériau polymère ayant globalement la même formulation que celle de l'exemple 2, mais différant par le mode d'incorporation de la silice. Plus précisément, dans cet exemple, le matériau polymère a la Formulation (2) suivante :

- polypropylène PPH 4060: 96,8%

- stabilisant thermique IRGANOX^®B225 : 0,2%

- silice S : 3%

L'incorporation de la silice dans le matériau a été effectuée en introduisant 2420 g de polypropylène, 5 g de stabilisant thermique et 75 g de silice S dans un mélangeur cube et en mélangeant pendant 10 minutes à 150⁰C, puis en introduisant le mélange dans une extrudeuse WERNER double vis ZSK30 (filière), avec un profil de température dans l'extrudeuse de 168°C/168^OC/182^OC/188^OC/182°C, une vitesse de rotation des vis co-rotatives de 230 tours par minute, et un débit d'introduction des constituants à l'entrée ajusté pour obtenir un couple de 45% du couple maximal de l'extrudeuse. Le jonc obtenu en sortie de filière a été refroidi puis débité en granulés, puis les granulés obtenus ont été introduits dans un moule d'injection ARBLJRG avec un profil de température de 180°C/180^oC/180^oC/180^oC/40°C, et une pression d'injection fixé à 55% de la pression maximale de la machine, de façon à former une plaque de polymère.

Sur cette plaque de polymère, comme dans l'exemple précédent, on a effectué plusieurs clichés de microscopie électroniques en différents endroits sur la base desquels on a déterminé la fraction surfacique FS_5μrτl, par analyse d'image dans les conditions spécifiques définies plus haut dans la description. La fraction surfacique FS_5μm ainsi mesurée est, dans cet exemple, de 5,5%. Là encore, la fraction volumique FV de silice dans le matériau est de 1 ,4% (fraction massique de 3%). Le rapport FS_5μm / FV du matériau est donc de 4.

Par ailleurs, on a découpé dans la plaque de polymère deux éprouvettes parallélépipédiques de dimensions 80 mm x 4 mm x 10 mm, qui ont été utilisées comme dans l'exemple 1 : - sur la première éprouvette, on a mesuré le module de flexion dans les conditions de la norme ISO 178.

- sur une seconde éprouvette, on a mesuré l'énergie de rupture selon de test de résistance au choc Charpy à 23°C sur éprouvette entaillée, dans les conditions de la norme ISO 179. Par ailleurs, on a également découpé une éprouvette en haltère pour déterminer l'allongement à la rupture en traction selon la norme ISO 527.

On a également mesuré les propriétés de résistance à la rayure dynamique du matériau et en déplaçant un stylet de diamant ayant un angle interne de 90° et un rayon de pointe de 90 microns sur la surface d'un échantillon du matériau à la vitesse de 1 mm/s, en appliquant sur la surface une force normale contrôlée. Cette opération a été effectuée plusieurs fois pour réaliser plusieurs rayures sur le matériau avec des forces appliquées croissantes (0.25N, 0,5N, 1N, 5N) jusqu'à obtention d'une rayure d'au moins 200 microns de large, les résultats étant ensuite analysés à l'aide d'un profilomètre ALTI SURF 500 permettant de mesurer les caractéristiques topologiques des rayures (profondeur, largeur, profil). On a mesuré la profondeur de rayure pour une force appliquée de 1N, et la dureté de rayure Hs pour 100 microns (déterminée selon la formule Hs = 4F//7D² , où F désigne la force normale qu'il faut appliquer pour créer une fissure dynamique de 100 microns d'épaisseur et D désigne cette largeur de rayure de 100 microns).

A titre de comparaison, les mêmes tests ont été réalisés sur des éprouvettes préparées dans les mêmes conditions, mais à partir d'une formulation témoin (T2) sans silice.

Les résultats obtenus sont reportés dans le Tableau II ci-après, qui fait apparaître que, là encore, l'incorporation de silice dans le matériau polymère induit à la fois une augmentation de la résistance au choc et de la rigidité, avec, en plus une augmentation de l'allongement à la rupture en traction.

Tableau II

Tableau II (suite)

Dans cet exemple, on a également comparé les propriétés optiques des deux matériaux à l'aide d'un spectro-colorimètre MINOLTA CM508. Les résultats obtenus sont reportés dans le Tableau III ci-dessous, d'où il ressort que les deux matériaux ont des qualités optiques similaires.

Tableau III

L* : luminance sur fond noir a * : indice colorimétrique (axe rouge-vert) b* : indice colorimétrique (axe jaune-bleu) contraste : contraste fond noir/fond blanc ; reflète les propriétés de transmission de la lumière

Claims

REVENDICATIONS

1. Utilisation d'une silice (S) ayant une surface spécifique BET d'au moins 60 nrYg, et qui est susceptible d'être obtenue selon un procédé (P) comprenant la réaction d'un silicate avec un agent acidifiant ce par quoi l'on obtient une suspension de silice, puis la séparation et le séchage de cette suspension, et où la réaction du silicate avec l'agent acidifiant est réalisée selon les étapes successives suivantes :

(i) on forme un pied de cuve aqueux présentant un pH compris entre 2 et 5 ;

(ii) on ajoute audit pied de cuve, simultanément, du silicate et de l'agent acidifiant, de telle manière que le pH du milieu réactionnel soit maintenu entre 2 et 5, de préférence entre 2,5 et 5 ;

(iii) on arrête l'addition de l'agent acidifiant tout en continuant l'addition de silicate dans le milieu réactionnel jusqu'à l'obtention d'une valeur du pH du milieu réactionnel comprise entre 7 et 10 ; (iv) on ajoute au milieu réactionnel, simultanément, du silicate et de l'agent acidifiant, de telle manière que le pH du milieu réactionnel soit maintenu entre 7 et 10 ; et

(v) on arrête l'addition du silicate tout en continuant l'addition de l'agent acidifiant dans le milieu réactionnel jusqu'à l'obtention d'une valeur du pH du milieu réactionnel inférieure à 6, à titre de charge minérale dans un matériau polymère thermoplastique, pour augmenter la rigidité dudit matériau tout en maintenant ou en améliorant sa résistance au choc.

2. Utilisation selon la revendication 1 , où dans l'étape (ii) du procédé P, l'addition de l'agent acidifiant et du silicate est effectuée de telle sorte que le pH du milieu réactionnel est maintenu entre 3 et 4,5, par exemple entre 3,5 et 4,5, au cours de l'addition.

3. Utilisation selon la revendication 1 ou selon la revendication 2, où l'addition simultanée de l'étape (ii) du procédé P est réalisée de manière telle que la valeur du pH du milieu réactionnel soit constamment égale à la valeur de pH atteinte à l'issue de l'étape (i), à ± 0,2 unité près.

4. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, où, dans l'étape (iv) du procédé P, l'addition de l'agent acidifiant et du silicate est effectuée de telle sorte que le pH du milieu réactionnel est maintenu 7,5 et 9,5, par exemple entre 7,5 et 8,5.

5. Utilisation selon la revendication 6, où l'addition simultanée de l'étape (iv) du procédé P est réalisée de manière telle que la valeur du pH du milieu réactionnel soit constamment égale à une valeur de pH comprise 7,5 et 9,5, à ± 0,2 unité près.

6. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, où, dans le procédé P, le séchage de la suspension se fait par atomisation.

7. Utilisation selon l'une des revendications 1 à 6, où la silice (S) est susceptible d'être obtenue selon un procédé comprenant les étapes successives suivantes

(i) on forme un pied de cuve aqueux ayant un pH compris entre 3 et 4,5, de préférence entre 3,5 et 4,5 ; (ii) on ajoute audit pied de cuve, simultanément, du silicate et de l'agent acidifiant, de telle manière que le pH du milieu réactionnel soit maintenu à la valeur atteinte à l'issue de l'étape (i) à ± 0,2 unité près ;

(iii) on arrête l'addition de l'agent acidifiant tout en continuant l'addition de silicate dans le milieu réactionnel jusqu'à l'obtention d'une valeur du pH du milieu réactionnel comprise entre 7 et 9,5, de préférence entre 7,5 et 9,5 ;

(iv) on ajoute au milieu réactionnel, simultanément, du silicate et de l'agent acidifiant, de telle manière que le pH du milieu réactionnel soit maintenu à la valeur atteinte à l'issue de l'étape (iii) à ± 0,2 unité près ; (v) on arrête l'addition du silicate tout en continuant l'addition de l'agent acidifiant dans le milieu réactionnel jusqu'à l'obtention d'une valeur du pH du milieu réactionnel comprise entre 3 et 5,5, de préférence entre 5 et 5,5 ;

(vi) on laisse mûrir le milieu ; (vii) on filtre la suspension de silice obtenue à l'issue de l'étape (vi), ce par quoi on obtient un gâteau de filtration ;

(viii) on délite le gâteau de filtration mécaniquement en présence d'aluminate de sodium ;

(ix) on sèche le gâteau délité obtenu.

8. Utilisation d'une silice (S1 ) ayant les caractéristiques suivantes :

- une surface spécifique BET comprise entre 60 et 550 nfYg ;

- une surface spécifique CTAB comprise entre 40 et 525 m²/g ;

- une largeur Ld ((d84 - d16)/d50) de distribution de taille d'objets mesurée par granulométrie XDC après désagglomération aux ultrasons d'au moins 0,91 ;et

- une répartition du volume poreux telle que le rapport V(d5 - d5θ)/V(d5 - dioo) est d'au moins 0,66,

à titre de charge minéraie dans un matériau polymère thermoplastique, pour augmenter la rigidité dudit matériau tout en maintenant ou en améliorant sa résistance au choc.

9. Utilisation selon la revendication 8, où la silice (S1) est une silice obtenue selon le procédé P tel que défini dans la revendication 1.

10 Utilisation selon la revendication 8 ou selon la revendication 9, où la silice (S1) a : - une largeur Ld ((d84 - d16)/d50) de distribution de taille d'objets mesurée par granulométrie XDC après désagglomération aux ultrasons d'au moins

1 ,04 ; et - une répartition du volume poreux en fonction de la taille des pores telle que le rapport V(_d5-d5θ)A/(d5-dioo) est d'au moins 0,71.

11. Utilisation d'une silice (S2) ayant les caractéristiques suivantes :

- une surface spécifique BET comprise entre 60 et 550 m²/g ; - une surface spécifique CTAB comprise entre 40 et 525 m²/g ; et

- une largeur de distribution poreuse Idp supérieure à 0,70,

à titre de charge minérale dans un matériau polymère thermoplastique, pour augmenter la rigidité dudit matériau tout en maintenant ou en améliorant sa résistance au choc.

12. Utilisation selon la revendication 11 , où la silice (S2) est une silice obtenue selon le procédé P tel que défini dans la revendication 1.

13 Utilisation selon la revendication 11 ou selon la revendication 12, où la silice (S2) a une largeur de distribution poreuse Idp supérieure à 0,80.

14 Utilisation selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, où la silice (S2) a en outre une largeur Ld ((d84 - d16)/d50) de distribution de taille d'objets mesurée par granulométrie XDC après désagglomération aux ultrasons d'au moins 0,91

15. Utilisation d'une silice (S3) ayant les caractéristiques suivantes :

- une largeur L'd ((d84 - d16)/d50) de distribution de taille d'objets inférieure à 500 nm, mesurée par granulométrie XDC après désagglomération aux ultrasons, d'au moins 0,95 ;et

- une répartition du volume poreux telle que le rapport V(d5- d5θ)A/(d5 - dioo) d'au moins 0,71 , à titre de charge minérale dans un matériau polymère thermoplastique, pour augmenter la rigidité dudit matériau tout en maintenant ou en améliorant sa résistance au choc.

16. Utilisation selon la revendication 15, où la silice (S3) est une silice obtenue selon le procédé P tel que défini dans la revendication 1.

17 Utilisation selon la revendication 15 ou selon la revendication 16, où la silice (S3) a un rapport V(d5 - d50)/V(d5 - d100) d'au moins 0,73.

18. Utilisation d'une silice (S4) ayant les caractéristiques suivantes :

- une largeur L'd ((d84 - d16)/d50) de distribution de taille d'objets inférieure à 500 nm, mesurée par granulométrie XDC après désagglomération aux ultrasons, d'au moins 0,90, en particulier d'au moins 0,92 ; et

- une répartition du volume poreux telle que le rapport V(d5-d5θ)A/(d5 - dioo) d'au moins 0,74,

19. Utilisation selon la revendication 18, où la silice (S4) est une silice obtenue selon le procédé P tel que défini dans la revendication 1.

20 Utilisation selon la revendication 18 ou selon la revendication 19, où la silice (S3) a un rapport V(d5 - d50)/V(d5 - d100) d'au moins 0,78.

21. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, où la silice utilisée (S, S1 , S2, S3 ou S4) a : - une surface spécifique BET comprise entre 70 et 350 m²/g ; et - une surface spécifique CTAB comprise entre 60 et 330 m²/g.

22. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, où la silice utilisée (S, S1 , S2, S3 ou S4) a :

- une surface spécifique BET comprise entre 60 et 400 m²/g ; et

- une surface spécifique CTAB comprise entre 40 et 380 m²/g.

23. Utilisation d'une silice (S₀) ayant une surface spécifique BET d'au moins 60 m²/g, et présente dans le polymère essentiellement sous forme d'objets dispersés ayant une taille inférieure à 5 microns, à titre de charge minérale dans un matériau polymère thermoplastique, pour augmenter la rigidité dudit matériau, tout en maintenant ou en améliorant sa résistance au choc.

24. Utilisation selon la revendication 23, où la silice (So) est une silice (S, S1 , S2, S3, ou S4) telle que définie dans l'une des revendications 1 à 22.

25. Utilisation selon la revendication 23 ou selon la revendication 24, où la silice (S₀) a une surface spécifique BET comprise entre 60 et 300 m²/g, par exemple entre 100 et 250 m²/g.

26. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 23 à 25, où la silice (So) utilisée est présente dans le matériau sous forme d'agrégats, agglomérats et/ou particules dont au moins 90% en nombre ont des dimensions inférieures à 1 micron, le reste des particules ayant des dimensions inférieures à 10 microns.

27. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 23 à 26, où la silice (S₀) est dispersées sous forme d'objets dont au moins 80% en nombre ont des dimensions comprises entre 30 nm et 1000 nm.

28. Utilisation selon la revendication 27, pour augmenter la rigidité du polymère tout en améliorant sa résistance au choc.

29. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 23 à 28, où la le rapport FS_5μm / FV de la fraction surfacique (FS_5μm) du volume occupé par les objets de taille supérieure à 5μm sur des clichés de microscopie électronique à balayage effectués sur plusieurs coupes planes du matériau obtenues par ultracryotomie, rapportée à la fraction volumique (FV) de silice dans le matériau est inférieur ou égal à 4, de préférence inférieur ou égal à 3.

30. Utilisation selon l'une des revendications précédentes, où la silice utilisée (S, S1 , S2, S3, S4, ou S₀) a une surface spécifique BET comprise entre 60 et 300 m²/g, par exemple entre 100 et 250 m²/g.

31. Utilisation selon l'une des revendications précédentes, où la silice utilisée (S, S1 , S2, S3, S4, ou So) est sous forme de poudre.

32. Utilisation selon l'une des revendications précédentes, où le matériau polymère thermoplastique est à base d'un ou plusieurs polymères choisis parmi les polyoléfines, les polyamides, les polyesters, les poly(arylène) oxydes, les polychlorures de vinyle, le polychlorure de vinylidène, le polyacétate de vinyle, les mélanges de ces polymères et les copolymères à base de ces polymères.

33. Utilisation selon l'une des revendications précédentes, où la silice (S, S1 , S2, S3, S4, ou S₀) est introduite dans le matériau polymère thermoplastique en une teneur comprise entre 0,5% et 10 % en masse, par rapport à la masse totale du matériau polymère thermoplastique incluant la silice..

34. Utilisation selon l'une des revendications précédentes, où le matériau polymère thermoplastique est à base d'une ou plusieurs polyoléfines.

35. Utilisation selon la revendication 34, où le matériau polymère thermoplastique comprend :

- une homopolyoléfine choisie parmi un polyéthylène, un polypropylène, un polybutylène, ou un poly(méthylpentène) ;

- une polyoléfine copolymère, à base d'au moins deux types d'unités choisies parmi les unités éthylène, propylène, butylène et méthylpentène ; ou

- un mélange de deux ou plus desdites homopolyoléfines et/ou desdites polyoléfines copolymères.

36. Utilisation selon la revendication 35, où le matériau polymère thermoplastique est à base de polypropylène ou d'un copolymère de propylène et d'éthylène.

37 Utilisation selon l'une des revendications précédentes, où la silice est introduite dans le matériau polymère thermoplastique en une teneur comprise entre 0,5% et 10 % en masse, par rapport à la masse totale du matériau polymère thermoplastique incluant la silice.

38. Matériau polymère thermoplastique comprenant une silice (S, S1 , S2, S3, S4, ou S₀) telle que définie dans l'une des revendications 1 à 27 à titre de charge minérale améliorant la résistance au choc.

39. Matériau polymère thermoplastique selon la revendication 38, comprenant une ou plusieurs polyoléfines à titre de constituant majoritaire.