Traitement de surface du polystyrène par un plasma impulsionnel dans l'azote, l'oxygène et l'argon.

par Franck Clément

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Bernard Held.

Soutenue en 2001

à Pau .


  • Résumé

    Ce travail est une étude des modifications macroscopiques et microscopiques de films fins de polystyrène soumis à des plasmas impulsionnels dans des gaz réactifs et inertes. Le plasma est généré à partir d'une haute tension impulsionnelle, dans une configuration pointe-plan. Le rapport cyclique très faible (1%) montre le rôle important joué par les particules à longue durée de vie, telles que les métastables, dans le traitement du polymère. Celui-ci est caractérisé par deux techniques. La première est la mesure de l'angle de contact d'une goutte d'eau déposée sur la surface (résultats macroscopiques). Dans les meilleures conditions de traitement, il décroît de la valeur de 80 degrés à environ 5 degrés ce qui traduit une très bonne mouillabilité de la surface. La seconde technique (informations microscopiques) est la spectroscopie photoélectronique à rayonnement X (XPS) qui permet d'identifier les fonctions chimiques sur les chaînes du polystyrène. Les résultats sont présentés en fonction du gaz utilisé (azote, oxygène, argon et mélanges N 2/AR, O 2/AR). Quel que soit le gaz utilisé, le plasma travaille en régime de décharge luminescente normale ou anormale. De plus, la caractérisation du traitement permet d'établir une corrélation entre la mouillabilité et l'analyse XPS des espèces greffées en surface. La liaison polaire C-O semble être très importante dans l'accroissement de la mouillabilité. La dernière partie de ce travail donne une analyse prospective des modifications de la surface. Deux étapes dans le traitement sont proposées : l'activation de la surface (création de radicaux libres) et la fonctionnalisation (greffage de nouvelles fonctions chimiques), en compétition avec la dégradation. Une étude énergétique comparative entre les particules dans le plasma et les liaisons dans la macromolécule de polystyrène est alors présentée dans le but de distinguer les espaces responsables du traitement. Une description explicative des mécanismes réactionnels est proposée.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (250 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogaphie p.241-250

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Pau et des Pays de l'Adour. Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : US 18310
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