Recherche Avancée

Thèse soutenue

Contribution à l'élaboration de matériaux polymères conducteurs électroniques : étude et modélisation de la polymérisation de l'aniline et de sa copolymérisation avec des acides o-amino-phénoxyalcanesulfoniques

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Auteur / Autrice : Valérie Prevost
Direction : Fernand Pla
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences du génie chimique (Nancy)
Jury : Président / Présidente : Jean-Louis Greffe
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-François Le Nest, Alain Ricard

Résumé

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Dans le cadre du développement de matériaux polymères conducteurs électroniques, ces travaux visent, d'une part, l'élaboration d'un modèle de la polymérisation de l'aniline par couplage chimique oxydant (en milieu acide et en présence de persulfate d'ammonium), et d'autre part, son extension à la copolymérisation de l'aniline avec des acides o-amino-phénoxyalcanesulfoniques. Mise en place pour l'étude de l'influence des conditions opératoires (nature de l'oxydant, acidité du milieu, concentrations des réactifs,), la technique de suivi de l'avancement de la réaction par la mesure du potentiel redox du milieu a permis de mettre en évidence les étapes essentielles du processus de polymérisation. Le modèle global proposé prend en compte une étape lente d'initiation (dimérisation), une phase de propagation (caractérisée par l'autocatalyse par le polymère formé) et la dégradation du dimère (hydrolyse). L’optimisation des paramètres cinétiques et la validation du modèle sont réalisées à partir des courbes d'évolution de la conversion d'aniline, déterminées à l'issu du dosage par CPG du monomère résiduel. L’étude cinétique des copolymérisations de l'aniline avec les dérivés substitués par un groupement alkoxysulfonique montre que la réactivité des comonomères en présence est très différente selon le processus envisagé. À cause de l'encombrement stérique des substituant, la dimérisation implique obligatoirement une molécule d'aniline. Au cours de la phase de propagation, l'effet électrodonneur des substituant, abaissant le potentiel d'oxydation par rapport à celui de l'aniline, est favorable à l'attaque électrophile des macromolécules, et entraine une réactivité des dérivés très supérieure à celle de l'aniline. Les copolymères obtenus présentent vraisemblablement une structure séquencée. Les conductivités de ces copolymères autodopés sont comprises entre 10-⁴ et 1 S. Cm-1.