Étude de polymères mésomorphes en peigne par D. N. P. A

par Laurence Noirez

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physicochimie des polymères

Sous la direction de Marianne Lambert.

Soutenue en 1989

à Paris 11 .

mots clés

• Mésomorphisme
• Polymères cristaux liquides
• Diffraction
• Polymères ramifiés
• Cristaux liquides nématiques
• Neutrons -- Diffusion

Résumé

Greffer des cristaux liquides régulièrement et latéralement le long d'une chaine de polymères ne donne pas forcément un polymère en peigne mésomorphe. Le polymorphisme de ces produits résulte d'un compromis entre le caractère aléatoire de la chaîne et le caractère ordonné des mésogènes, compromis facilité par la présence d'un espaceur entre ces 2 éléments. Malgré ce découplage, nous avons montré que le squelette du polymère (chaîne sous les greffons) se déforme pour admettre l'ordre des mésogènes. Ceci a été fait à partir d'une série de 7 polymères différant par la nature du squelette ou par la structure du mésogène. En phase nématique, la déformation est toujours faible et correspond à une réduction de l'extension du squelette dans la direction d'orientation des mésogènes. En phase smectique, cette déformation s'amplifie ; on montre que le squelette se confine entre les couches successives de mésogènes. L'importance du confinement est fonction du type de phase (SA1, SAd) et même de l’organisation moléculaire dans la couche pour un type de phase donné. S'il apparaît à plus basse température une phase nématique rentrante (étude d'un seul cas de rentrance), la conformation s'inverse et le squelette devient en moyenne parallèle à ses propres mésogènes. Le changement de conformation semble dépendant des fluctuations smectiques présentes dans cette phase. Ces résultats ont été obtenus par diffusion des neutrons aux petits angles et complétés par des mesures de diffraction (rayons X notamment).

Titre traduit

Small angle neutron scattering study of mesomorphic courb-like polymers

Résumé

It is not sufficient to graft liquid crystals regularly and lateraly along a polymer chain, to obtain a mesomorphic comb-like polymer. The polymorphism of these compounds comes from an equilibrium between the randomness of the polymer and the alignment of the mesogens via a spacer. We show that the polymer backbone (chain without graftings) is always deformed in presence of the mesogenic order. This has been made with 7 polymers of different backbones and different mesogens. In the nematic phase, the backbone adopts a slightly oblate shape in which the mesogens are more or less perpendicular to the backbone. In the smectic phase, this oblate tendency accelerates itself and the backbone is confined between the successive mesogenic layers. The degree of confinement is related to the type of phase (SAd, SA1) and to the molecular organization of the mesogens for a given type of phase. If a reentrant nematic phase occurs at lower temperature (the study has been made with only one polymer), the backbone conformation reverses itself, and becomes a prolate shape. The smectic fluctuations present in this phase play an important role in the backbone conformation. These results have been obtained by small angle neutron scattering on mixtures of hydrogenated and deuterated compounds and completed by diffraction measurements.