Approche théorique et expérimentale du comportement électro-optique des systèmes polymères/cristaux liquides

par Djamila Benaissa

Thèse de doctorat en Chimie organique et macromoléculaire

Sous la direction de Lahcène Mechernene et de Ulrich Maschke.

Soutenue le 24-11-2009

à Lille 1 en cotutelle avec l'Université Abou Bekr Belkaïd (Tlemcen, Algérie) .


  • Résumé

    Une étude des matériaux à base de polymères et de cristaux liquides de type PDLC (pour Polymer Dispersed Liquid Crystals), élaborés par la méthode de séparation de phases induite par rayonnement ultraviolet (UV), a été effectuée pour des mélanges comportant le cristal liquide nématique E7 et le monomère tripropylèneglycoldiacrylate (TPGDA). Ces matériaux possèdent des fonctionnalités électro-optiques intéressantes notamment dans les vitrages à transparence contrôlée. Une analyse par spectroscopie infrarouge des réseaux de polymères élaborés a permis de déduire qu’une conversion quasi-totale des fonctions réactives de type acrylique du monomère est obtenue pour un mélange contenant 70% de cristal liquide et 30% de monomère. Ces matériaux ont été, ensuite, étudiés par différentes techniques de caractérisation, telles que la calorimétrie différentielle, la microscopie optique à lumière polarisée, la microscopie électronique à balayage, et la spectroscopie UV-visible, qui ont permis d’obtenir des renseignements sur les propriétés thermophysiques, morphologiques, et spectrales de ces systèmes.Une modélisation de la réponse électro-optique des films PDLC a été effectuée en utilisant un modèle simple, basé sur une hiérarchie de paramètres d’ordre. Ce modèle, dont les calculs sont effectués dans deux approximations théoriques (RGA et ADA), a donné une description convenable du comportement électro-optique de ces systèmes complexes. L’étude menée sur la confrontation de ce modèle à l’expérience a permis l’obtention d’un certain nombre de résultats intéressants qui sont utiles à la compréhension et à l’amélioration de la réponse électro-optique des films PDLC.

  • Titre traduit

    Theoretical and experimental approach of the electro-optical behaviour of polymer/liquid crystal systems


  • Résumé

    A study of materials based on polymers and liquid crystals of type PDLC (for Polymer Dispersed Liquid Crystals), elaborated by the method of phase separation induced by ultraviolet radiation (UV), was carried out for mixtures containing the nematic liquid crystal E7 and the monomer tripropyleneglycoldiacrylate (TPGDA). These materials possess interesting electro-optical features in particular for privacy windows with controlled transparency.An analysis by infrared spectroscopy of the elaborated polymer networks allowed to deduce that a quasi-total conversion of the reactive acrylic functions of the monomer was obtained for a mixture containing 70 % of liquid crystal and 30 % of monomer. These materials were, then, studied by various techniques of characterization, such as differential scanning calorimetry, polarized optical microscopy, scanning electron microscopy, and UV-visible spectroscopy, who allowed to obtain informations on the thermophysical, morphological, and spectroscopical properties of these systems.An attempt was made to rationalize the electro-optical response of PDLC films by using a simple model, based on a hierarchy of order parameters. Using the theoretical description from two theoretical approximations (RGA and ADA), this model gave a proper description of the electro-optical behaviour of these complex systems. The study led on the confrontation of this model to experimental results, allowing to obtain some interesting results which are useful in understanding and improvement of the electro-optical response of PDLC films.

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