Synthèse et caractérisation de polyimides aromatiques à propriétés diélectriques spécifiques

Synthesis and characterization of aromatic polyimides with specific dielectric properties

• Auteur / Autrice : Olivier Gain
• Direction : Gérard Seytre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Matériaux macromoléculaires et composites
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gérard Seytre

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie diélectrique large bande

Polycondensation

Permittivité

Thermostables

Couches diélectriques

Propriétés électriques

Polyimides

Résumé

L'objectif principal de notre travail a ete d'etudier et de controler la reponse electrique de polyimides en jouant sur les facteurs structuraux, afin d'etablir une correlation structure/proprietes dielectriques. En premier lieu, nous nous sommes attaches a la reaction de polycondensation et plus particulierement au probleme de la reactivite des monomeres. A partir d'un ensemble de produits possedant des groupements electro-donneurs ou accepteurs, une classification a ainsi pu etre effectuee permettant de predire la reactivite potentielle d'un compose. Celle-ci s'appuie sur une etude rmn correlee a des resultats theoriques obtenus par modelisation moleculaire ainsi qu'a des donnees bibliographiques. Afin de bien cerner l'influence de la structure sur les proprietes dielectriques, nous avons synthetise des polyimides a faibles et fortes constantes dielectriques. En ce qui concerne les polymeres a faible permittivite, les resultats obtenus ont mis en evidence que les structures presentant de faibles permittivites ('=2,5) possedaient des groupements fluores et/ou un faible packing. Cette valeur semble etre la limite actuellement envisageable pour de tels materiaux. Les travaux realises sur les structures souples ont permis de reveler l'importance du volume libre inclus dans les polymeres. Cette observation nous a conduit a developper des polymeres presentant un groupement labile permettant de generer des films poreux dont la permittivite est comprise entre 1,6 et 2,9 selon la porosite de la structure. Dans le cas des polymeres a forte constante dielectrique, nos travaux ont montre que l'influence de groupements polaires sur la permittivite etait faible lorsque l'on restait dans le domaine vitreux. Par contre, au dessus de la transition vitreuse ces groupements augmentaient notablement la valeur de l'increment dielectrique. Une approche theorique a mis en evidence que l'on ne pourrait pas, en accroissant le nombre de groupement polaire, augmenter la polarite de la structure. Ceci provient du fait que, dans la conformation la plus stable, les entites polaires se placent en opposition. Ainsi, l'obtention de fortes permittivites, a partir de polymeres a haut tg, ne parait realisable que par l'adjonction de charges minerales type batio#3