Ionic liquids : multifunctional agents of the polymer matrices

par Sébastien Livi

Thèse de doctorat en Matériaux polymères et composites

Sous la direction de Jannick Duchet-Rumeau et de Jean-François Gérard.

Soutenue en 2010

à Lyon, INSA .

  • Titre traduit

    = Les liquides ioniques : agents multifonctionnels de matrices polymères


  • Résumé

    Une excellente stabilité thermique, une faible pression de vapeur saturante, une ininflammabilité, une bonne conductivité ionique ainsi que les différentes combinaisons cations/anions possibles font des liquides ioniques l'objet d'un engouement grandissant de la Recherche. De part ces avantages, les LI se présentent comme une nouvelle voie dans le domaine des polymères, et en particulier dans le milieu des nanocomposites où leur utilisation est essentiellement limitée à la fonction de surfactant des silicates lamellaires. Néanmoins, avant de pouvoir prétendre à un statut d'alternative, il est nécessaire de mettre en évidence les effets bénéfiques de leur utilisation sur les propriétés finales des matériaux polymères. Dans un premier temps, l’objectif de ce travail a été de synthétiser des liquides ioniques différents par la nature de leur cation et anion mais tous porteurs de longues chaînes alkyles afin de permettre une meilleure compatibilité avec la matrice. Ensuite, les excellentes propriétés intrinsèques des liquides ioniques ont motivé leur utilisation comme agents structurants dans une dispersion aqueuse fluorée. Ainsi, leur rôle d’agents ioniques sur la morphologie, les propriétés physiques, thermiques et mécaniques a été étudié. Dans une seconde partie, les liquides ioniques ont été utilisés comme agents intercalants des silicates lamellaires puis confrontés aux surfactants conventionnels dans le but de préparer des argiles thermiquement stables pour la préparation de nanocomposites thermoplastiques/argiles. Dans une dernière partie, une faible quantité de ces argiles organiquement modifiées ont été introduites par intercalation à l'état fondu dans deux matrices différentes afin de mettre en évidence les effets de ces nouveaux agents interfaciaux sur les propriétés finales du matériau.


  • Résumé

    An excellent thermal stability, a low saturated vapor pressure, a no flammability, a good ionic conductivity and the different cations / anions combinations possible of ionic liquids are currently the focus of the research. Because of its various benefits, they are as a new alternative in the polymer science, and particularly in the field of the nanocomposites where their use is currently limited to the function of surfactant for the layered silicates. However, before claiming the status of an alternative, it is necessary to highlight the benefits of their use on the final properties of polymer materials. Initially, the objective of this work was to synthesize different ionic liquids by the nature of cation and anion, but all bearing with long alkyl chains to allow greater compatibility with the matrix. Then, the excellent intrinsic properties of ionic liquids have motivated their use as structuring agents in a fluorinated aqueous dispersion. Thus, their role in ionic agents on the morphology, physical, thermal and mechanical properties was studied. In a second part, ionic liquids have been used as agents intercalating layered silicates and then confronted with conventional surfactants in order to prepare thermally stable clays for the preparation of nanocomposite thermoplastic / clay. In the last section, a small amount of organically modified clays were introduced by melt intercalation in two different matrices in order to highlight the effects of these new interfacial agents on the final properties of the material.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XVI-180 p.)
  • Annexes : Références bibliogr. en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3663)
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