Synthèse et caractérisation de couches minces organosiliciées obtenues par polymérisation assistée par plasma froid différé d'azote

par Franck Callebert

Thèse de doctorat en Génie de procédés

Sous la direction de Pierre Schaetzel.

Soutenue en 2005

à Caen .


  • Résumé

    L'objectif de ce travail réside dans la compréhension des mécanismes de polymérisation de composés organosilicé en mélange avec de l'oxygène moléculaire en présence d'un plasma froid différé d'azote (PFDA) en écoulement en dehors de la zone de décharge. La réaction en phase homogène est étudiée par Spectroscopie Optique d'Emission (SOE). Les spectres de bande CN et de raie du silicium indiquent une très importante dissociation de la molécule de 1. 1. 3. 3-tétraméthyldisiloxane (TMDS). Cet effet est relativement sensible à la concentration d'oxygène moléculaire du mélange. La structure chimique des couches minces réalisées avec des concentrations variables d'oxygène moléculaire est étudiée à la fois par spectroscopie infrarouge en réflexion totale atténuée (FT-IR ATR) et en RMN du solide en rotation à l'angle magique (MAS-RMN) pour les éléments 1H, 13C et 29Si. Une structure silesquioxane est mise en évidence par FT-IR dès les très faibles taux d'oxygène. En l'absence d'oxygène, les spectres IR sont proches de ceux de siloxanes linéaires. La RMN du solide des dépôts montre l'effet de l'oxygène sur la structure des polymères synthétisés. En l'absence d'oxygène, les dépôts sont des chaînes linéaires assez courtes et organisées. Lorsque le taux d'oxygène du mélange augmente, les chaînes se ramifient et se fonctionnalisent tout en présentant une structure de plus en plus mobile. La RMN du proton montre que, lors de l'addition d'oxygène dans le milieu réactionnel PFDA / TMDS, deux phases de protons apparaissent. Les mesures des temps de relaxation spin-réseau (T1) et spin-spin (T2) révèlent une augmentation globale de la rigidité du réseau, en accord avec la mesure des taux de réticulation. En présence d'oxygène, les dépôts deviennent biphasiques et comportent une phase rigide dont la proportion augmente avec le débit d'oxygène, la proportion de la phase plus mobile, elle, diminuant. L'augmentation globale des temps de relaxation spin-spin des deux phases traduit une augmentation générale de la mobilité des chaînes macromoléculaires, bien corrélée avec l'augmentation de la taille des segments interéticulaires. Une approche réactionnelle est proposée en tenant compte de tous les résultats expérimentaux. Le rôle primordial de l'intermédiaire réactionnel diméthylsilanone est proposé pour expliquer l'évolution structurelle des matériaux en fonction de la quantité d'oxygène du mélange.


  • Pas de résumé disponible.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (183 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 179-183

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque Rosalind Franklin (Sciences-STAPS).
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TCAS-2005-62
  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque Rosalind Franklin (Sciences-STAPS).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TCAS-2005-62bis
  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque Rosalind Franklin (Sciences-STAPS).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TCAS-2005-62ter
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.