Synthèse et caractérisation de précurseurs du titane et de l'yttrium à ligands insaturés : application au dopage de matériaux microcellulaires de faible densité par des oxydes

Synthesis and characterization of titanium and yttrium precursors with unsaturated ligands : application to the doping of low-density micromollecular materials oxides

• Auteur / Autrice : Lauren-Claire Gamet-Cauro
• Direction : Liliane Hubert-Pfalzgraf
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Chimie
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 1995-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Liliane Hubert-Pfalzgraf

Mots clés

Mots clés contrôlés

Alcoolates

Ligands

Yttrium

Titane

Copolymères

Mousses (matériaux)

Résumé

Les expériences d'interactions laser-matière menées sur des lasers de haute puissance nécessitent des microcibles dopées. Le choix de la matrice s'est porté sur un matériaux microcellulaire à basse densité : une mousse copolymère stryrène-divinylbenzène élaborée par procédé HIPE (High Internal Polymerisation Emulsion). Les traceurs spectroscopiques retenus pour le dopage sont le titane, l'yttrium et l'aluminium sous formes d'oxydes. Pour accéder à un matériau hybride organique/inorganique, des précurseurs à ligands polymérisables ont été introduits lors de l'émulsification, l'insaturation des ligands pouvant participer à la réaction de polymérisation. Les réactions de modifications d'alcoxydes par des ligands insaturés (HAAA = allylacétoacétate, HAMP = allyméthylphénol,. . . ) ont permis de caractériser les composés [Ti(OiPr)3(AMP)]2, [Ti(OEt)35AAA)]2, Y8O2(OH)4(OEt)6(AAA)10 par diffraction des rayons X, et ceux de formulation Ti4O3(OR)8(AAA)2 (R = Et, iPr), [TiO(OiPr)(oleate)]m, Y4(OH)2(AAA)10, Y4O(OiPr)5(AAA)5, Y4(OH)4Cl5(AAA)3(THF)3 par RMN du proton, IR et analyse élémentaire. Le comportement à l'hydrolyse de quelques dérivés du titane a été évalué. Les précurseurs du titane à ligands polymérisables ont pu être classés en fonction de leur aptitude à homopolymériser et copolymériser avec le styrène. Les paramètres du procédés HIPE sont adaptés à la fabrication des mousses dopées : seuls le dopant et l'initiateur varient. Nous avons discuté les mécanismes d'incorporation de l'oxyde de titane ou des oxohydroxydes d'yttrium : interaction précurseur-tensioacif, copolymérisation du précurseur à ligands insaturés et rétention physique ou chimique. Les caractérisations par microscopie électronique à balayage (microstructure), analyse élémentaire (taux de métal), cartographie à fluorescence X (répartition de l'oxyde), isotherme d'adsorption (BET et texture), tests de compression (tenue mécanique) ont permis de contrôler le dopage et de développer des mousses de meilleure qualité.