Elaboration de membranes à traces en poly(éthylènetéréphtalate) ayant un gradient linéaire de taille de pore et une porosité constante

par Suksawat Sirijarukul

Thèse de doctorat en Chimie des matériaux

Sous la direction de Philippe Déjardin.

Soutenue en 2007

à Montpellier 2 .


  • Résumé

    Nous avons fabriqué un nouveau type de membrane polymère à traces avec des gradients de taille de pore et de densité de pore le long de la membrane. Ces gradients sont fort bien contrôlés de façon indépendante et par des procédés très simples. Dans une première étape, un gradient de densité de pores est obtenu par un déplacement d'un film de poly(éthylènetéréphtalate) –PET- devant un faisceau d'ions lourds de flux variable. Dans une seconde étape, la taille de pore est contrôlée par le trempage progressif du film préalablement exposé aux ions lourds dans une solution de soude 2N à 50°C. La relation entre densité de pores et taille de pore en chaque point de la membrane est préalablement choisie : nous avons fabriqué des membranes ayant une porosité constante et un gradient linéaire de taille de pore. Des mesures de microscopie électronique à balayage ont permis de contrôler la formation d'un pore cylindrique à travers toute l'épaisseur (13 µm) du film de PET, après exposition à un rayonnement UV centré autour de 312 nm. Un modèle théorique a été proposé pour décrire le phénomène de filtration tangentielle dans un canal ayant une paroi constituée d'une telle membrane : le cas d'une perméabilité constante donne lieu à des expressions analytiques relativement simples, contrairement au cas de la porosité constante. Une cellule a été montée et caractérisée par des mesures électriques et hydrauliques. Le caractère hydrophobe de la membrane est atténué en milieu basique (NaOH 10-2N) par ionisation des groupes carboxyliques. Nous avons montré que la durée variable du traitement à la soude concentrée permettant d'obtenir le gradient de taille de pore n'induisait pas un gradient de mouillabilité du matériau à la condition que celui-ci ait été exposé préalablement au rayonnement UV

  • Titre traduit

    Elaboration of poly(ethyleneterephthalate) track-etch membrane with linear gradient of pore size and constant porosity


  • Résumé

    A new type of polymer track-etch membrane was produced with a gradient of pore size and another gradient of pore density along the large dimension of the membrane. Those gradients are independently very well controlled and obtained by simple procedures. In a first step, the pore density gradient is created by displacing the poly(ethyleneterephthalate) –PET- film in front of a swift heavy ions beam of varying flux. In a second step, the pore size is controlled by dipping progressively the previously ion beam exposed film into an aqueous solution of 2N NaOH at 50°C. The relationship between both gradients at any position along the membrane is predetermined before preparation: we have chosen to maintain porosity constant with a linear gradient of pore size. Scanning electron microscopy measurements allowed verification of the existence of a cylindrical pore through the whole thickness (13 µm) of the PET film after exposure to UV light centred around 312 nm. A theoretical model has been proposed which describes tangential filtration in a channel where one wall is such a membrane: the case of constant permeability leads to relatively simple analytical expressions contrary to the case of constant porosity. One cell was built up and characterized by electrical and hydraulic measurements. The membrane hydrophobic character is attenuated at high pH (10-2N NaOH) by ionization of the carboxylic groups. We showed also that varying etching time to obtain a gradient of pore size did not induce a wettability gradient provided that the material was previously exposed to UV radiation

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Informations

  • Détails : 1 vol. (124 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 119-120

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  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 2007.MON-110
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