Pigments hybrides inorganique/organique colorés à base de mica

Colored hybrid inorganic pigments based on mica.

• Auteur / Autrice : Leïla Ghannam
• Direction : Jeanne François, Laurent Billon, Martin Shanahan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Physique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Pau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pigments

Mica

Polymères

Copolymères greffés

Résumé

''L’objectif principal de ce travail est la synthèse des pigments inorganique/organique à base de mica ayant des effets visuels. Ces pigments se différencient soit par leur couleur, soit par la présence d’effets d’irisation par interférence de la lumière. Nous avons développé deux méthodes de synthèse: - la première consiste au couplage des procédés de Nitroxide Mediated Polymerization et greffage à partir de la surface du mica. Par cette méthode le succès essentiel de cette étude a été l'obtention d'une large gamme de couleurs à partir de particules de mica grâce à l’incorporation dans la partie organique d’un colorant sensible à son environnement. La couleur de ces pigments dépend de la densité d’adsorption des chaînes polymères, de la quantité incorporée dans les chaînes et surtout de la conformation des chaînes à la surface du mica. En complément de cette gamme de pigments, nous avons réussi, grâce à la NMP à synthétiser un nouveau type de pigments en multicouches en formant des copolymères à blocs à la surface du mica. L’observation à l’oeil nu des ces pigments a montré une variété de couleurs et des brillances plus ou moins exacerbées. - alors que cette première voie est liée à la formation de couches de polymères d'indice de réfraction différents à la surface des particules, la deuxième voie explorée est basée sur la structuration ''bidimensionnelle'' de films de polymère. Des effets visuels d’irisation ont pu être obtenus grâce à l’auto-organisation de polymères et copolymères préparés par NMP en une structure en nid d’abeille à la surface des feuillets de mica. La caractérisation physico-chimique et colorimétrique des différents pigments montre que ces deux méthodes de synthèse nous ont permises d’atteindre tous les objectifs que nous nous étions fixés, c'est-à-dire l’obtention des pigments à effets visuels particuliers. Cette approche représente donc un outil efficace pour la synthèse des pigments et permettrait d’assurer un avenir industriel à ce type de procédé. ''

The principal aim of this study is the synthesis of inorganic/organic pigments based on mica that have special visual effects. These pigments differ either by their colour or by the presence of iridescent visual effects due to light interference. We have developed here two synthesis methods: - The first consists of coupling controlled radical polymerization and grafting process from mica surface. The main achievement of this method is the generation of a variety of coloured products thanks to the incorporation of pH-depending modified dyes into organic parts. The colour of these pigments depends on the polymer chains adsorption density, the incorporated dye quantity into these chains and on the chains conformation on mica surface in particular. Moreover, for these pigments kind, we have, synthesized a new multilayered pigment by modified dye, and styrene copolymerization by activation of polybutylacrylate end chains previously adsorbed from mica thanks to Nitroxide Mediated Polymerization. The naked eye observation of these pigments shows colour varieties and certain gloss levels. - While this first way is related to the formation of polymer layers with different refraction index on mica surface, the second way of pigment synthesis is based on the polymer films 2D organization. Visual iridescent effects were reached by selfassembly of polymers or copolymers prepared by NMP on honeycomb structure on sheet mica surfaces. The physicochemical and colorimetric characterization of different pigments synthesized show that these two methods have allowed us to attain our objectives: that means to obtain pigments with special visual effects from mica surface. These approaches represent an efficient tool to synthesize pigments and can be of great interest for pigment industries destined to many applications such as cosmetics, plastics, automobiles, etc.