Depots de polymere sur surfaces planes et spheriques obtenus par polymerisation plasma a partir d'un melange de trans-2-butene et d'hydrogene

par ALBANE BENARDAIS

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Philippe Leprince.

Soutenue en 1997

à Paris 6 .

mots clés

Résumé

Pour la fabrication des microcibles pour les experiences d'interaction laser-matiere, un procede de polymerisation plasma basse frequence a ete etudie. Le systeme peut fonctionner avec les substrats dans la decharge ou en post-decharge et permet d'obtenir des polymeres hydrocarbones a partir d'un melange gazeux de trans-2-butene et d'hydrogene. Cette etude comporte deux parties. La premiere consiste en la comprehension des mecanismes de polymerisation plasma lies au reacteur pour mieux optimiser le procede. L'etude des ecoulements des gaz a permis de connaitre la repartition des especes dans l'enceinte reactionnelle et la connaissance du comportement electrique du reacteur nous a permis de definir le type decharge. Les especes presentes dans le plasma ont ete analysees par spectrometrie d'emission et spectrometrie de masse puis des mecanismes reactionnels ont ete proposes. En particulier, le role primordial de l'hydrogene, veritable reactif au meme titre que le trans-2-butene, aussi bien sous sa forme atomique (dans ce cas, l'hydrogene grave legerement la surface du depot en formation et ameliore ainsi son etat de surface) que moleculaire (dans ce cas, il favorise la polymerisation du trans-2-butene), a ete mis en evidence. La deuxieme est l'optimisation du procede afin d'obtenir un point de fonctionnement satisfaisant permettant d'avoir des depots les plus transparents possible, ne contenant que du carbone et de l'hydrogene (et le moins d'oxygene possible) avec un bon etat de surface (rugosite quadratique moyenne < 50 nm) et une bonne conservation dans le temps. Aides de l'etude prealable de caracterisation du reacteur, l'etude des effets des differents parametres (depots dans la decharge ou en post-decharge, pression, debit total des gaz, composition du melange trans-2-butene/hydrogene, puissance electrique, frequence, distance interelectrode) sur la vitesse de depot, la rugosite et la composition chimique du depot a permis de definir les conditions optimales de depot.

Titre traduit

Polymere coatings on plane and spherical surfaces obtained by plasma polymerization from a mixture of tran-2-butene and hydrogene

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