Élaboration d’un dispositif électroémissif flexible à base de réseaux interpénétrés de polymères

par Laurent Goujon

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Frédéric Vidal.

Soutenue le 28-11-2011

à Cergy-Pontoise , dans le cadre de École doctorale Sciences et ingénierie (Cergy-Pontoise, Val d'Oise) , en partenariat avec Laboratoire de physico-chimie des polymères et des interfaces (Cergy-Pontoise, Val d'Oise) (laboratoire) .

Le jury était composé de Claude Chevrot, Pierre-Henri Aubert.

Les rapporteurs étaient Pierre Audebert, Laurent Fontaine.

mots clés

• Polymères
• Electrochromisme
• Infrarouge
• Furtivité
• Réseaux interpénétrés de polymères
• Polymères conducteurs
• Réseaux polymères
• Conducteurs organiques

Résumé

Ces travaux de thèse ont permis d'élaborer un dispositif électroémissif (DEE) fin (140 µm) et flexible à base de réseaux interpénétrés de polymères (RIP). Pour ce faire, un polymère conducteur électronique, le poly (3,4-éthylènedioxythiophène) (PEDOT), est interpénétré dans une matrice hôte de manière à obtenir un système dont l'architecture monobloc est comparable à celle d'un dispositif tri-couches. Une fois le système gonflé par un liquide ionique, le 1-éthyl-3-méthylimidazolium bis-trifluorométhylsulfonylimide (EMImTFSI), les propriétés optiques du DEE sont modulables entre 24 et 51 % de réflexion dans le moyen infrarouge (bande III) en faisant varier la tension électrique appliquée aux bornes du dispositif de -1,5V à +1,5V. Les propriétés thermomécaniques du DEE proviennent essentiellement de la matrice hôte. Cette dernière est un RIP combinant la souplesse, la flexibilité et la résistance à la traction du caoutchouc nitrile (NBR) aux propriétés de conductivité ionique du poly(oxyde d'éthylène) (POE) en présence de l'EMImTFSI.

mots clés

• Polymers
• Electrochromism
• Infrared
• Furtivity
• Interpenetrating polymer networks
• Conducting polymer

Titre traduit

Elaboration of a flexible electroemissive device based on interpenetrating polymer networks

Résumé

During this thesis a thin (140 µm) and flexible electroemissive device (EED), based on interpenetrating polymer networks (IPN), was elaborated. An electronic conducting polymer, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), is interpenetrated in a host matrix to obtain a system whose monoblock architecture is comparable to a three-layers device. Once the system is swollen by an ionic liquid, 1-ethyl-3-methylimidazolium bis-trifluoromethyl sulfonylimide (EMImTFSI), the EED optical properties are tunable between 24 and 51% reflection in the mid-infrared (Band III) by varying the electrical voltage applied across the device from -1.5 V to +1.5 V. The EED thermomechanical properties are mainly from the host matrix. This is an IPN combining flexibility and tensile strength of nitrile butadiene rubber (NBR) with the ionic conductivity properties of poly (ethylene oxide) (PEO) in the presence of EMImTFSI.