Composites polyaniline/polyméthacrylate de méthyle : percolation, transport électronique et propriétés mécaniques

par Jérôme Fraysse

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jérôme Planès.

Soutenue en 2000

à Grenoble 1 .

mots clés

Résumé

Dans ce travail nous nous interessons aux composites constitues par la dispersion d'un polymere conducteur electronique intrinseque : la polyaniline (pani) dans une matrice polymere isolante : le polymethacrylate de methyle (pmma). Ces materiaux sont une realisation exemplaire de systemes a tres faible seuil de percolation electrique. La comprehension des proprietes de transport electronique au voisinage de ce seuil renvoie d'une part aux proprietes intrinseques de la phase percolante, et d'autre part au phenomene de percolation. Nous exposons donc tout d'abord differents modeles decrivant le transport dans les milieux desordonnes et nous examinons leur pertinence dans le cadre des systemes de pani pure. Il apparait qu'un modele de sauts entre grains conducteurs faisant intervenir effet tunnel et activation thermique est bien adapte. Nous caracterisons ensuite la variation thermique de la conductivite de des composites et nous verifions que la loi d'echelle de la theorie de la percolation est suivie sur toute la gamme de temperature exploree (10-320 k). Alors que le seuil de percolation demeure constant, on obtient le resultat original d'un exposant critique augmentant continument lorsque la temperature diminue. Nous interpretons cette observation en invoquant la modification de la forme de la distribution de conductances locales et montrons qu'elle est coherente avec le modele de grains conducteurs precedemment cite. Enfin, un eclairage complementaire sur la structure et la morphologie de la phase de pani est apporte par des techniques d'imagerie directe et indirecte (notamment par analyse thermo-mecanique).

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