Contrôle de la dispersion de nanotubes de carbone par la chimie reversible

Control of the dispersal of nanotubes of carbon by the reversible chemistry

• Auteur / Autrice : Alexandre Prevoteau
• Direction : Ludwik Leibler
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et Chimie des matériaux
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimie supramoléculaire

Photopolymères

Nanotubes

Résumé

Nous rapportons l’étude de dispersions de nanotubes de carbone en solvant et en matrice polymère par chimie supramoléculaire et chimie covalente réversible. La fonctionnalisation de nanotubes de carbone et de chaines polymères par des unités supramoléculaires et des fonctions chimiques spécifiques a été mise au point. Par interaction réversible avec les chaines polymères monofonctionnelles, les nanotubes de carbone peuvent être dispersés/agrégés efficacement et de façon contrôlée dans des solvants de différentes polarités, dont l’eau. En conditions θ, la température sert de stimulus au contrôle du processus de dispersion/agrégation. Cette méthode de dispersion en solvant est ainsi appliquée dans des résines acrylates photopolymérisables et permet la réalisation de films nanocomposites présentant une bonne dispersion des nanotubes. Le froissement à la surface de certains films photopolymérisés est reportée et étudiée. Le suivi de la température au cours de la photopolymérisation ainsi que l’étude de la réactivité des différents monomères apportent une nouvelle compréhension de ce phénomène et des morphologies de surface. Enfin, l’effet des nanoparticules sur le froissement des films est également étudié

We report the study of carbon nanotube dispersions in solvent and in polymer matrix using supramolecular and reversible covalent chemistries. Functionalization of carbon nanotubes and polymer chains by supramolecular units and specific chemical moieties is shown. By reversible interaction with the polymer chains, dispersion/aggregation of carbon nanotubes is efficiently controlled in solvents of different polarity, including water. Temperature can be used to leverage dispersion with systems in θ conditions. This dispersion method is applied to UV-cured acrylate based formulations and allows the achievement of nanocomposite films displaying good dispersion of nanotubes. Self-wrinkling of some UV-cured acrylate films is reported. Temperature monitoring and study of the monomers reactivity ratios offer a new understanding of this phenomenon and of the morphologies observed at the surfaces. Effect of nanoparticles on the self-wrinkling of the film is also studied