Influence de la longueur de chaîne et de la cristallinité sur la mobilité moléculaire du polylactide et de ses oligomères

Influence of chain length and crystallinity on the molecular mobility of polylactide and its oligomers

• Auteur / Autrice : Sareh Mahmoudian Moghaddam
• Direction : Laurent Delbreilh
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 10/11/2020
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique, sciences de l’ingénieur, matériaux, énergie (Saint-Etienne du Rouvray, Seine Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation de la thèse : Université de Rouen Normandie (1966-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe de physique des matériaux (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; 1996-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Delbreilh, Elisa Passaglia, Eric Dantras, Cyrille Sollogoub, Loïc Le Pluart, Emeline Dudognon, Nicolas Delpouve, Allison Saiter-Fourcin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Elisa Passaglia, Eric Dantras, Cyrille Sollogoub

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cristallisation

Lactique, Acide

Oligomères

Transition vitreuse

Dynamique moléculaire

Mots clés libres

Dynamiques moléculaires

Masse molaire

Oligomères d'acide lactique

Cristallisation

Fonction amorphe rigide (RAF

Confinement

Molecular dynamics

Molecular weight

Oligomers of lactic acid

Crystallization

Rigid Amorphous Fraction (RAF)

Confinement

Résumé

Ce travail s'est concentré sur deux façons d'influencer les dynamiques moléculaires. Une façon était la modification de l'interaction intermoléculaire en réduisant la masse moléculaire moyenne en poids et une autre était la création de confinement par des cristaux dans un oligomère d'acide lactique. Ces voies ont conduit à diminuer la température de transition vitreuse, la fragilité et les énergies d'activation (associées à la transition vitreuse). Dans un oligomère d'acide lactique nous avons réussi à former des cristaux avec une très petite quantité de fraction amorphe rigide (RAF) ce qui nous a donné l'occasion d'observer l'effet de confinement pur induit par les cristaux en mobilité moléculaire (sans perturbation causée par la RAF). Les dynamiques de la relaxation moléculaire en phase amorphe libre ou confinée par la phase cristalline, aussi bien localisées que coopératives, ont été étudiées sur une large gamme de fréquences et de températures, selon les approches typiquement utilisées pour étudier les liquides formateurs de verre. Dans ce travail, plusieurs techniques expérimentales ont été utilisées: calorimétrie différentielle à balayage (DSC), calorimétrie à balayage différentiel avec modulation de température (MT-DSC), calorimétrie à balayage rapide (FSC) et spectroscopie de relaxation diélectrique (DRS).

This work focused on two ways to impact the molecular dynamics. One way was the changing intermolecular interaction by reduction the weight-average molecular weight ( ̅ ) and another way was the creation confinement by crystals in an oligomer of lactic acid. These ways led to decrease the glass transition temperature, fragility and activation energies (associated to glass tansition). In an oligomer of lactic acid we succeeded to form crystals with a very small amount of Rigid amorphous Fraction (RAF) which gave us an opportunity to observe the pure confinement effect induced by crystals in molecular mobility (without disturbance of RAF). The dynamics of molecular relaxation in the amorphous and crystalline phase, for both localized and cooperative, have been studied over a wide range of frequencies and temperatures, according to approaches typically used to study glass-forming liquids. In this work, several experimental techniques have been used: Differential Scanning Calorimetry (DSC), Modulate-Temperature Differential Scanning Calorimetry (MT-DSC), Fast Scannig Calorimetry (FSC) anf dielectric relaxation spectroscopy (DRS).