Thèse soutenue

Systèmes de photo-amorçage haute performance pour la photopolymérisation des LED et l'application dans l'impression 3D
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Auteur / Autrice : Shaohui Liu
Direction : Jacques Lalevée
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie Physique
Date : Soutenance le 11/07/2022
Etablissement(s) : Mulhouse
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Science des Matériaux de Mulhouse - Institut de Science des Matériaux de Mulhouse / IS2M

Mots clés

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Résumé

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Les diodes électroluminescentes (LED) présentent de nombreux avantages distincts par rapport aux sources d'irradiation UV traditionnelles (par exemple, les lampes à mercure), comme une longue durée de vie, une bonne sécurité et un faible coût. Les LED ont été largement utilisées dans la recherche scientifique et la production industrielle et présentent un énorme potentiel comme alternative aux sources d'irradiation UV. Cependant, une LED commune (par exemple, LED@385 nm et LED@405 nm) possède une bande d'émission étroite et une grande longueur d'onde d'émission. En raison de leurs propriétés d'absorption de la lumière, la plupart des photo-amorceurs (PI) commerciaux sont sensibles à la lumière UV et ne peuvent pas être activés dans la photopolymérisation induite par la LED. Par conséquent, le développement de nouveaux PI qui pourraient être appliqués sous l'irradiation des LEDs est important. Dans cette thèse de doctorat, certaines structures utilisées en photoamorçage ces dernières années sont résumées et classées dans l'état de l'art. Ensuite, divers composés avec différents chromophores ont été proposés et utilisés comme PI de type Ⅰ, PI de type Ⅱ ainsi que des systèmes multicomposants. Les propriétés d'absorption de la lumière des PI ont été étudiées par des spectres d'absorption UV-visible. Les capacités de photo-amorçage des PI ont été évaluées par RT-FTIR. Par rapport aux structures de référence, certains PI intéressants ont démontré une efficacité et une réactivité plus élevée pour la polymérisation radicalaire et cationique après exposition aux LED. En outre, les mécanismes chimiques ont été étudiés par une photolyse stationnaire, des expériences d'extinction de la fluorescence et la résonance de spin électronique - technologie de piégeage de spin. Pour les systèmes à deux composants, les réactions de transfert d'électrons ont pu être confirmées par les mesures d'énergie libre de réaction. Pour les PI de type I, la coupure de la liaison chimique a pu être étudiée par le changement d'enthalpie du processus de clivage. Enfin, certaines structures intéressantes ont été appliquées avec succès dans des expériences d'impression 3D.