Dispersion et filage continu par coagulation de nanotubes de carbone

• Auteur / Autrice : Antoine Lucas
• Direction : Philippe Poulin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie-Physique
• Date : Soutenance le 27/02/2009
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patrice Gaillard, Philippe Richetti, Cécile Zakri
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jérôme Bibette, Philippe Serp

Mots clés

Mots clés contrôlés

Coagulation

Ultrasons

Nanotubes

Mots clés libres

Nanotubes de carbone

Filage continu

Fibre composite

Coagulation

Procédé continu

Dispersion

Ultrasons

Cavitation

Cinétique de scission

Diffusion dynamique de la lumière

Résumé

Cette thèse rapporte l'étude d'un procédé original de filage continu par coagulation de nanotubes de carbone afin d'obtenir une fibre composite aux propriétés balistiques remarquables. Elle s'intéresse à la caractérisation des fonctions chimiques de surface, de la morphologie et des dimensions des nanotubes aux différentes étapes du procédé. Y sont détaillées une étude quantitative des effets et cinétiques de scission des nanotubes par les ultrasons. Elle présente de plus des travaux relatifs au développement d'une ligne continue de filage des nanotubes de carbone en voie solvant. Des méthodes originales de caractérisation mécanique in-situ de fibre gel sont proposées, permettant notamment un meilleur contrôle des paramètres physicochimiques liés au procédé. Nous espérons que les résultats obtenus participeront à une meilleure compréhension des effets des traitements utilisés pour l'obtention de dispersion homogène de nanotubes de carbone et à un développement des procédés continus de filage textile.

This thesis deals with an original continuous spinning process of carbon nanotubes by coagulation. It focuses on characterization of surface chemical functions, morphology and dimensions of carbon nanotubes at each stage of the process. We present a quantitative study about the effects and kinetics of nanotubes scission induced by ultrasound. We present also the development of a continuous wet-spinning line. We propose methods for in-situ mechanical characterization of gel fibers, which enable a better control of physico-chemical parameters of the process. We hope that these results will participate to a better global comprehension of the effects of treatments used to obtain homogeneous carbon nanotubes suspension and to the development of continuous spinning process of high performance textile fibers.