Couches de polymeres greffes : des chaines neutres aux chaines chargees

par YAMINA MIR

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de L. AUVRAY.

Soutenue en 1995

à Paris 7 .

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  • Résumé

    Nous etudions par diffusion de neutrons aux petits angles la structure en milieu aqueux des couches denses de polyelectrolyte fortement charge greffe chimiquement par l'une de leurs extremites a une surface solide. Le greffage direct dans l'eau des chaines chargees n'est pas possible. Nous avons donc d'abord fabrique des couches neutres de polystyrene en solvant organique, par greffage covalent de l'une des extremites des chaines sur la silice poreuse, puis sulfone in situ le polystyrene greffe. On transforme ainsi les couches neutres en couches chargees. Nous etudions dans un premier temps la physico-chimie de construction des couches neutres et nous montrons que la pression osmotique des chaines libres dans le bain de la reaction est le parametre principal qui controle la densite de greffage. Nous montrons que la quantite de polymere greffe ne change pas si on remplace dans le bain de la reaction les chaines reactives par un melange de chaines reactives et non reactives. L'etude structurale de ces couches en bon solvant montre que le profil de concentration en monomere est parabolique et que la taille des correlations de volume exclu est egale a la distance moyenne entre chaines greffees conformement a la theorie. Nous avons etudie ensuite la structure en milieu aqueux en absence et en presence de sel de deux couches chargees de moyenne et de haute densite de greffage. Nous observons que les chaines sont tres etirees par les repulsions electrostatiques entre monomeres et que les profils interfaciaux des deux couches sont gaussiens dans l'eau pure comme le prevoit la theorie. Cependant, contrairement aux predictions theoriques, l'epaisseur des couches chargees dans l'eau pure depend de la densite de greffage. Comme on s'y attend les couches se contractent au fur et a mesure que la concentration en sel augmente. L'effet de la force ionique depend aussi de la densite de greffage. L'epaisseur de la couche de moyenne densite de greffage decroit experimentalement selon une loi tres proche de celle prevue theoriquement. Cependant, ce comportement n'est pas observe pour la couche de haute densite de greffage. Nous avons aussi etudie la structure locale de ces couches et nous avons observe la presence d'un pic de correlation electrostatique dans l'intensite diffusee qui a un comportement analogue a celui des solutions semi-diluees de polyelectrolyte. A force ionique elevee la structure locale et globale des couches chargees devient semblable a celle des couches neutres en bon solvant. Ce resultat est aussi en accord avec les predictions theoriques


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Informations

  • Détails : 203 P.
  • Annexes : 104 REF.

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  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • Accessible pour le PEB
  • Cote : TS1995
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