Synthèse et fonctionnalisation de nanotubes de carbone multiparois : propriétés mécaniques de composites nanotubes-résine époxyde

par Yannick Breton

Thèse de doctorat en Physicochimie des matériaux

Sous la direction de François Béguin.

Soutenue en 2002

à Orléans .

  • Titre traduit

    Multiwall carbon nanotubes synthesis and functionalization : mechanical properties of multiwall nanotubes-epoxy composites


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    L'engouement pour les nanotubes de carbone se justifie par leurs extraordinaires propriétés intrinsèques qui font d'eux d'excellents candidats pour de nombreuses applications impliquant des nanomatériaux. Cependant, nombre de questions restent en suspens à l'heure actuelle. La maîtrise des procédés de synthèse étant le premier challenge à relever. Une étude de la croissance de nanotubes sur des particules de palladium nous a permis de discuter des processus qui régissent cette croissance. L'existence d'une transition de phase des particules de palladium a été évoque��e. L'hypothèse d'un arrêt de la croissance des nanotubes par une désactivation des particules provoquée par une diminution de leur diamètre est proposée. Cette diminution de diamètre résultant de la diffusion des atomes de palladium et/ou de l'arrachage de morceaux à la particule lors de la croissance des nanotubes. A la suite de quoi, nous proposons certaines améliorations aux modèles de croissance existants. Dans un deuxième temps, nous proposons l'emploi de plasmas froids pour la fonctionnalisation de nanotubes de carbone. Ainsi, il est possible de greffer en surface des nanotubes des taux non négligeables de groupes azotés, oxygénés ou de déposer des films minces dérivés du PMMA. Pour chaque atmosphère gazeuse, une étude par spectroscopie de photoélectrons X de l'influence des paramètres de la décharge sur la nature des groupes greffés nous a permis de préciser les paramètres adéquats pour une fonctionnalisation optimisée et contrôlée de la surface des nanotubes de carbone par plasmas Radio Fréquence. Dans certains cas, cette méthode s'avère être plus efficace, sélective et rapide que les voies classiques. Les effets d'oxydations chimiques ou de broyages mécaniques sur la microtexture et la chimie de surface des nanotubes ont aussi été étudiés. La réalisation de composites à matrice renforcée par des nanotubes fait partie des applications potentielles des nanotubes de carbone. L'étude des propriétés mécaniques de composites nanotubes/résine époxyde nous a permis d'obtenir quelques informations sur leur comportement en fonction du taux massique, de la chimie de surface, de la microtexture et du procédé de synthèse des nanotubes de carbone. Une modification de la microtexture et/ou de la chimie de surface des nanotubes permet directement ou indirectement d'augmenter la rigidité des composites. A cette amélioration des propriétés élastiques s'ajoute une meilleure tenue de l'interface. Cependant, cette amélioration de la tenue de l'interface ne se répercute pas sur les propriétés à rupture des composites, en règle générale, l'ajout de nanotubes à la résine fragilise le matériau.

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Informations

  • Détails : 254 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Notes bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université d'Orléans. Service commun de la documentation.Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 19-2002-33
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