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Nouveaux composites de polymère acrylique et de cristal liquide nématique : élaboration, thermophysique de la séparation de phases, et comportements électro-optiques
| Auteur / Autrice : | Frédérick Roussel |
| Direction : | Jean-Marc Buisine |
| Type : | Thèse de doctorat |
| Discipline(s) : | Physique. Sciences des matériaux |
| Date : | Soutenance en 1996 |
| Etablissement(s) : | Littoral |
| Jury : | Président / Présidente : Alain Dubrulle |
| Examinateurs / Examinatrices : Xavier Coqueret, Noël Isaert, Jacques Lefebvre, Ulrich Maschke | |
| Rapporteurs / Rapporteuses : Monique Mauzac, Daniel Guillon |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Les composites polymère-cristal liquide (polymer-dispersed liquid crystals, PDLC) se composent d'une dispersion de microgouttelettes de cristal liquide dans une matrice macromoléculaire. De tels matériaux sont potentiellement électro-actifs et par conséquent susceptibles d'être utilisables dans les domaines de l'affichage et des écrans. Parmi les différentes méthodes d'élaboration de ces composites, celle par laquelle la séparation de phases se produit au cours de la polymérisation sous rayonnement UV d'un mélange de monomères chimiquement réactifs associés à des cristaux liquides inertes a été retenue. Dans le but d'expliquer et de mieux comprendre les phénomènes de séparation de phases qui régissent ces matériaux, une caractérisation thermophysique par calorimétrie différentielle, thermomicroscopie, et photocalorimétrie, complétée par des analyses électro-optiques a été entreprise pour des mélanges bien définis de type binaires et ternaires de cristal liquide nématique (mélange eutectique commercial E7) et de monomères acryliques mono-(2-Ethyl-Hexyl-Acrylate) et/ou di-fonctionnels (1,6-Hexane-Diol-Diacrylate). L'influence de la composition globale du système (nature et proportion des monomères et du cristal liquide) sur la morphologie et la composition des phases ségréguées a été étudiée pour les différents types de mélanges. Les résultats obtenus ont permis la réalisation de formulations conduisant à une démixtion optimisée au cours de la photopolymérisation. Les conditions d'élaboration des composites ont ensuite été modifiées de manière à mettre en évidence le rôle de la cinétique de réaction sur le processus de séparation de phases, et donc sur le comportement thermophysique des matériaux. Pour obtenir une démixtion optimale, il est nécessaire que le degré de conversion des monomères soit maximal. Enfin, des études électro-optiques réalisées pour différentes épaisseurs et différentes fréquences, il est ressorti que les échantillons présentent une transmittance élevée, et un léger effet d'hystérésis. Il a été montré par ailleurs que plus le réseau macromoléculaire est dense, plus la tension nécessaire pour l'alignement du mésogène ségrégué est importante.