Mouillage des brosses de copolymeres par des homopolymeres compatibles

The wetting of a copolymer brush by a homopolymer melt

• Auteur / Autrice : AHMED MOURRAN
• Direction : Didier Chatenay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Le mouillage des brosses de copolymere par des gouttes d'homopolymere a ete etudie en utilisant differentes techniques experimentales : microscopie de force atomique, microscopie electronique a transmission, microscopie optique, et ultra-microtomie. La microscopie a force atomique permet de visualiser la surface des gouttes et determiner leurs profils sur une gamme allant de 1 nanometre et 5 microns. Le role joue par la surface des brosses dans les phenomenes de mouillage a ete mis en evidence par l'etude de l'etalement de micro-gouttes d'un homopolymere sur deux types de surfaces. Quelque soit le substrat, l'etalement comporte au moins deux etapes : le developpement rapide d'un film au pied de la goutte, suivi d'un processus de couplage entre diffusion et etalement sous la pression de laplace. Ces mecanismes moleculaires determinent le profil de la partie centrale de la goutte. En revanche, les etapes finales dependent fortement des interactions polymere-substrat : pour une surface d'epaisseur une monocouche de copolymere, on atteint l'etat d'equilibre lorsque tout le volume de la goutte est aspire dans le film de copolymere, alors que pour une brosse d'epaisseur trois monocouches l'etat d'equilibre est une restructuration complete de la brosse. Nous avons pu, grace a la microscopie electronique a transmission, caracteriser ces structures (geometrie et tailles caracteristiques). Par ailleurs, les coupes minces des gouttes en mouillage partiel nous a permis de montrer sans equivoque l'effet des configurations des chaines formant la brosse sur le mouillage partiel des gouttes d'homopolymere chimiquement identique. Nous avons ainsi montre que, outre la nature chimique des chaines polymeriques, les deux parametres qui gouvernent l'etalement de l'homopolymere sont : sa masse moleculaire et la structure de la brosse faisant office de substrat.