Polyimide-amides - polycondensation avec les diisocyanates : microstructure - mécanismes de formation - mécanismes de dégradation thermo-oxydante

par Cathy Sagnier

Thèse de doctorat en Sciences. Analyse physico-chimique

Sous la direction de Quang Tho Pham.

Soutenue en 1995

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Quang Tho Pham.

mots clés

• Polycondensation
• Isocyanates
• Polyimides
• Polymères -- Détérioration
• Anhydrides

Résumé

Des polyimide-amides (pia) aromatiques de hautes masses s'obtiennent par polycondensation simultanee d'un diisocyanate, d'un acide-anhydride et de deux diacides dans la n-methyl pyrrolidone (nmp) ou la dimethyl-n,n' ethylene uree (dmeu) a 185c. La rmn #1h et #1#3c a haute temperature permet l'etude de la microstructure et de la composition des pia. Elle conclut a une distribution statistique des motifs imide et amide, a la presence de structures intermediaires en tres faible quantite qui induisent un deficit en fonction imide par rapport a la theorie. Il n'y a pas de difference d'ordre microstructural entre les pia synthetises dans la dmeu ou la nmp. Par sec, la distribution quasi-gaussienne des masses molaires du pia-dmeu indique une polycondensation classique tandis que le chromatogramme du pia-nmp est plurimodal. Sa masse moyenne en poids est superieure a celui du pia obtenu dans la dmeu. En utilisant un detecteur a diffusion de la lumiere, on montre que le pia-nmp est tres compacte. L'etude par rmn #1#3c et dosage chimique de prelevements au cours de la polycondensation permet de suivre l'evolution des fonctions (anhydride + isocyanate), acide, amide, imide et uree. On montre que les fonctions amide se forment plus rapidement que les fonctions imide. Ces dernieres sont toujours en deficit du fait de la presence de structures intermediaires. Ces resultats permettent de proposer des mecanismes reactionnels de formation des amides (reaction acide + isocyanate) et des imides (reaction anhydride + isocyanate). Les mecanismes de degradation thermo-oxydante sont reveles par l'identification des produits volatils et par l'evolution de la structure du pia au cours d'un vieillissement thermique. Les fonctions methyleniques du modif mdi - instables - se degradent tres tot selon deux mecanismes. Nous avons principalement oxydation des ch#2 en co cetone mais aussi rupture de la liaison ch#2-phenyle pour former des fins de chaines en methyle. Nous avons pu montrer egalement que le pia est moins sensible a la chaleur qu'a l'action conjuguee de la chaleur avec l'oxygene de l'air

Titre traduit

Poly(imide-amide)s - polycondensation with diisocyanates: microstructure - mechanisms of formation - mechanisms of thermo-oxidative degradation

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