Mélanges conducteurs époxyde/polypyrrole : élaboration et caractérisation

Epoxy/Polypyrrole conducting blends

• Auteur / Autrice : Caroline Cassignol
• Direction : Alain Ricard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rhéologie

Surfaces (technologie) -- Analyse

Polymères

Résines époxydes

Résumé

La nature isolante des composites polymeres constituants certaines pieces structurales aeronautiques ne leur permet pas d'eliminer les charges electrostatiques qui apparaissent a leur surface par frottement avec l'air et causent des perturbations dans les systemes electriques. Afin de resoudre ces problemes et d'ameliorer la protection des avions contre la foudre, il a ete envisage de rendre les matrices polymeres de ces composites, conductrices de l'electricite en leur inserant un polymere conducteur electronique : le polypyrrole (ppy). La synthese et l'etude de quatre poudres de ppy differant par la nature de leur contre-ion, a montre que les ppy contiennent une quantite d'humidite variable selon la nature du contre-ion, qui favorise la conduction electronique interchaine et augmente la conductivite. Par ailleurs, des mesures de conductivite et de stabilite thermique confirment que ppy/ts est le plus stable (t#d#e#g = 254c) et le plus conducteur (6 s/cm). Obtenu sous deux morphologies differentes par polymerisation en dispersion stabilisee (ppy#d) ou non (ppy#s), ppy/ts#- est melange a une resine epoxy (rtm120) grace a quatre methodes de dispersion plus ou moins energiques. Il apparait qu'une methode de melange energique cassant les agglomerats de ppy efficacement ou des particules de ppy plus grosses dont la tendance a l'agglomeration est plus faible, favorise la formation d'un amas conducteur infini et diminue la fraction volumique de ppy a laquelle le seuil de percolation apparait. La conduction electronique par saut semble se faire de facon plus continue dans ppy#s. Parmi les melanges realises, deux presentent un faible seuil de percolation et une conductivite au seuil satisfaisante (4. 10#-#5 s/cm) : rtm120/2. 8%ppy#s et rtm120/8%ppy#d melanges respectivement grace a une tige de verre et un turax. L'etude cinetique et rheologique comparee des trois systemes montre l'effet catalytique joue par les groupements hydroxyle presents dans l'humidite contenue dans le ppy. L'acceleration de la reaction de reticulation entraine la diminution des temperatures optimales de cuisson et l'apparition plus rapide des transitions de phase. Le melange conducteur rtm120/2. 8%ppy#s presente les caracteristiques physiques et mecaniques les plus proches de celles de la resine initiale. Il necessitera donc les modifications les plus minimes du cycle de cuisson des composites structuraux.