Elaboration et étude du comportement électrique et mécanique de composites nanotubes de carbone-polyépoxy

par Sophie Barrau

Thèse de doctorat en Physique des polymères

Sous la direction de Philippe Demont.

Soutenue en 2004

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    L’élaboration de composites charges conductrices – matrice polymère isolante permet, par l’introduction d’un taux de particules supérieur au seuil de percolation, d’assurer l’écoulement des charges statiques. L’étude est réalisée sur des composites nanotubes de carbone (NTC) – polyépoxy pour différents types d’interface nanotubes – polymère : NTC bruts, NTC traités par une molécule amphiphile et NTC fonctionnalisés par liaisons covalentes. Les NTC sont synthétisés par CCVD (Catalytic Chemical Vapor Deposition). Un protocole expérimental adapté est mis en place afin d’optimiser, pour chaque type de composite, la dispersion des nanotubes dans la matrice polymère. Celle-ci est contrôlée par Microscope Electronique à Balayage et à Effet de Champs. La conductivité électrique est mesurée en fonction de la teneur en NTC. L’étude électrique des différents composites est réalisée par Spectrométrie Diélectrique Dynamique. L’évolution des relaxations diélectriques des échantillons isolants est analysée. Les phénomènes de transport des composites conducteurs sont décrits par la théorie des solides désordonnés. L’utilisation d’un dispersant (liaisons non covalentes) améliore la dispersion des NTC alors que la fonctionnalisation covalente des NTC entraîne une modification des propriétés intrinsèques des composite donc une perte de leurs propriétés électriques. Les propriétés mécaniques des nanocomposites mesurées par Spectrométrie Mécanique Dynamique, ne sont pas perturbées par les NTC.

  • Titre traduit

    Elaboration and study of du comportement électrique et mécanique de composites nanotubes de carbone-polyépoxy of electrical and mechanical of carbon nanotubes-polyepoxy composites


  • Résumé

    The preparation of insulating matrix composites with conductive fillers at rate higher than the percolation threshold allows to insure electrical conductivity. The study has been performed on carbon nanotubes (CNTs) – polyepoxy composites for different carbon nanotubes – polymer interfaces : gross CNTs, CNTs treated by amphiphilic molecules or CNTs functionalised by covalent bonds. CNTs used are mostly single- and double-walled. CNTs are synthesized by CCVD (Catalytic Chemial Vapor Deposition). Experimental procedures adapted to the interface nature, were set up in order to prepare CNTs – polyepoxy composites containing few wt % of CNTs. The dispersion of carbon nanotubes is checked by Scanning Electronic Microscopy. The electrical conductivity is measured as a function of carbon nanotubes content. The electrical study of different composites is performed by Dielectrical Dynamic Spectrometry. Variations of dielectrical relaxations of insulating samples and the study of charges transports of conducting composites are analysed. The use of a dispersant (no-covalent bonds) increase carbon nanotubes dispersion whereas covalent functionnalization imply a modification of intrinsic properties of composites responsible of the decrease of electrical properties. Mechanical properties of nanocomposites measured by Mechanical Dynamic Spectrometry aren’t perturbed by carbon nanotubes.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 197 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 185-191

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : ‬2004TOU30257
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