Utilisation de la spectrométrie infrarouge des ondes évanescentes, pour l'étude in-situ de la zone interfaciale polymère-substrat

Use of infrared spectroscopy of evanescent waves for the in-situ study of the polymer/substrate interfacial zone

• Auteur / Autrice : Isabelle Linossier
• Direction : François Gaillard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Génie des matériaux
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : François Gaillard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Adhésion (physique)

Interfaces (sciences physiques)

Spectroscopie infrarouge

Composites polymères

Résumé

Les systemes polymere/substrat couvrent un large champ d'application. Dans de tels systemes, l'etude de la zone interfaciale (zone plus generalement denommee interphase) existant entre le support et le materiau organique presente un interet aussi bien d'un point de vue fondamental, pour la comprehension de phenomenes d'adhesion, que pratique afin de determiner la resistance des assemblages a diverses agressions (humidite, milieux corrosifs). Les techniques adaptees a l'etude in-situ de tels systemes sont tres rares. Parmi celles-ci, la spectrometrie infrarouge des ondes evanescentes (attenuated total reflection: atr) presente des potentialites interessantes et originales qui sont explorees et exploitees au cours de cette these. Ce travail a consiste a elaborer une cellule de mesure atr permettant d'etudier la diffusion de l'eau a travers un film mince de polymere. Les experiences conduites avec du polystyrene (ps), du poly(methacrylate de methyle) (pmma) et une resine epoxy ont permis de calculer un coefficient de diffusion et de discuter, pour chaque, cas la conformite a un comportement fickien ou non. L'effet de la masse moleculaire du polymere et des defauts presents dans le revetement sont clairement mis en evidence par cette technique. Une deuxieme geometrie de cellule a egalement ete developpee afin d'exposer directement a l'agression du diffusant la zone interfaciale polymere/substrat. La preponderance de la diffusion a l'interface a ete mise en evidence dans le cas du pmma qui presente une faible adhesion au support. Afin d'ameliorer cette adhesion, un traitement de surface du substrat par plasma d'ammoniac a ete effectue. Des analyses xps et ftir ont montre l'existence d'une interaction chimique du pmma avec le substrat traite, conduisant a une augmentation de l'adhesion et en consequence a une nette diminution de la diffusion de l'eau a l'interface. Enfin, le systeme developpe est applique a l'etude in-situ de la synthese d'un polymere conducteur (la polyaniline) par electrochimie. La technique atr montre ainsi tout son potentiel pour etudier la formation et la degradation d'interfaces polymere/substrat. La forte sensibilite de la technique, sa fiabilite et sa selectivite (analyse vibrationnelle) en font une methode de choix dans le domaine des sciences de l'adhesion