Caractérisation de différents réseaux de polymères en présence de solvants isotropes et anisotropes

Characterization of various polymer networks in the presence of isotropic and anisotropic solvents

• Auteur / Autrice : Boumediene Dali-Youcef
• Direction : Tewfik Bouchaour, Ulrich Maschke
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Molécules et matière condensée
• Date : Soutenance le 26/02/2009
• Etablissement(s) : Lille 1 en cotutelle avec Université Abou Bekr Belkaid (Tlemcen, Algérie)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plan d'expérience

Relaxation moléculaire

Diagrammes de phases

Diffusion (physique)

Cristaux liquides

Solvants organiques

Rayonnement ultraviolet

Acrylates

Réseaux polymères

Réticulation (polymérisation)

Mots clés libres

Photopolymérisation

Résumé

La caractérisation des réseaux de polymères, obtenus par photopolymérisation radicalaire, a été faite par gonflement en masse du réseau de poly(n-butylacrylate) dans des solvants organiques isotropes. L’étude a montré que le taux de gonflement dépend à la fois de la nature du solvant, de la densité de réticulation ainsi que de la température. Ce dernier paramètre influe seulement sur les réseaux gonflés dans des mauvais solvants, comme par exemple le méthanol. L’étude a été suivie d’une caractérisation par gonflement en volume des réseaux de poly(n-butyl-acrylate) et de poly(2-éthyl-hexyl-acrylate) dans des solvants anisotropes, tels que les cristaux liquides 5CB et E7. L’analyse a été effectuée par microscopie optique dans une grande plage de température. Le E7 présente une meilleure compatibilité avec le PABu qu’avec le PEHA. Le 5CB a une miscibilité supérieure à celle du E7 dans le PABu. L’étude comparative de gonflement dans des solvants isotropes et anisotropes a mis en évidence, qu’en termes de miscibilité, les cristaux liquides E7 et 5CB se situent entre le toluène comme bon solvant isotrope, et le méthanol, comme mauvais solvant isotrope. Le modèle de diffusion de Fick a été appliqué aux résultats expérimentaux de cinétique de gonflement des systèmes « polymères isotropes et solvants isotropes ». Une méthode d’optimisation a été utilisée qui consiste à déterminer les facteurs influant sur le gonflement et la réponse quand ces facteurs varient. A partir d’un minimum d’expériences, on aboutit à une surface de réponse qui couvre toute la gamme de l’étude. La méthode utilisée est le plan d’expériences factoriel 2k.

The characterization of polymer networks, obtained by radical photopolymerization, was made by swelling of the network of poly (n-butylacrylate ) in isotropic organic solvents. The study showed that the swelling rate depends on the nature of the solvent, on the density of crosslinking as well as on the temperature. This last parameter influences only networks swollen in bad solvents, such as methanol. The study was followed by a characterization by swelling in volume of the networks of poly (n-butyl-acrylate ) and of poly (2-ethyl-hexyl-acrylate) in anisotropic solvents, such as the liquid crystals 5CB and E7. The analysis was made by optical microscopy on a large range of temperature. E7 presents a better compatibility with the PABu than with the PEHA. 5CB has a higher miscibility to that of E7 in PABu. The comparative study of swelling in isotropic and anisotropic solvents put in evidence, that in terms of miscibility, the liquid crystals E7 and 5CB are situated between the good isotropic solvent toluene and the bad isotropic solvent methanol.The model of diffusion of Fick was applied to the experimental results of swelling kinetics of the systems " isotropic polymers and isotropic solvents ". A method of optimization was used which consists in determining the factors influencing the swelling and the answer when these factors vary. From a minimum of experiments, we end up in a surface of answers which covers the whole range of the study. The used method is the factorial plan of experiments 2k.