Synthèse et mise en oeuvre de polyaniline conductrice à stabilité thermique améliorée

par Jean-Pierre Bonnet

Thèse de doctorat en Chimie. Science des polymères

Sous la direction de Adam Pron.

Soutenue en 2004

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .

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  • Résumé

    Ce travail est consacré à la synthèse, la mise en œuvre et l'étude de la durabilité de la conductivité électronique de poly(aniline) (PANI) dans le but d'utiliser ce polymère conducteur comme cathode dans des condensateurs électrolytiques. Dans cette optique, nous avons synthétisé et caractérisé de nouveaux dopants bi-fonctionnels (ingénierie moléculaire), les "thermodopants", qui associent au sein de leur structure un groupement thermostable de type mono/bis-imide et une fonction acide sulfonique assurant le dopage protonique de la PANI. Ces thermodopants constituent pour certains de nouvelles architectures moléculaires dont les propriétés optiques (chromophores hydrosolubles), électroniques/électrochimiques (semi-conducteurs de type n/composés électro-accepteurs) et la faculté d'auto-association en solution ont été étudiées. L'étude par spectroscopie UV-Visible-Proche IR en solution et à l'état solide des associations PANI-thermodopants/solvant de mise en œuvre (m-crésol ou acide 2,2'-dichloroacétique) a permis de mettre en évidence le rôle crucial des processus d'agrégation supramoléculaire dans l'obtention de PANI à conductivité électronique élevée. Des études par diffraction des rayons X aux grands angles ainsi que des mesures de la dépendance thermique de la conductivité de films de PANI dopée ont permis d'établir une corrélation entre organisation structurale et propriétés de transport électronique. Ces PANI dopées constituent ainsi des conducteurs électroniques organiques à comportement " métallique " prononcé où le type et le taux de désordre résiduel vont contrôler les propriétés de transport électronique. Enfin, l'analyse des cinétiques d'évolution de la conductivité électronique obtenues lors de tests de vieillissement accélérés réalisés en conditions isothermes (135ʿC sous air) nous a permis de valider nos démarches d'ingénierie moléculaire et supramoléculaire ; les PANI thermodopées présentant une durabilité de la conductivité significativement améliorée par rapport aux deux matériaux de référence que constituent la PANI dopée par l'acide camphre-10-sulfonique et le PEDOT.


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Informations

  • Détails : 179 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitre

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS04/GRE1/0021
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS04/GRE1/0021/D
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