Étude des séparations de phase dans les polymères thermodurcissables par diffusion de la lumière

par Jérôme Maugey

Thèse de doctorat en Sciences et Génie des matériaux

Sous la direction de Patrick Navard.

Soutenue en 2000

à l'ENSMP .

mots clés

• Thermodynamique
• Polymères
• Lumière -- Diffusion

Résumé

L’étude des mélanges de polymères participe à la recherche de matériaux nouveaux. Les propriétés (mécaniques ou optiques) des mélanges de polymères sont fortement liées à leur morphologie. L'obtention de ces morphologies est provoquée par séparation de phase des constituants du mélange (initialement miscibles). Il existe deux processus de séparation de phase : la germination-croissance (ng) et la décomposition spinodale (sd). Tous deux conduisent à des morphologies (et donc à des propriétés) différentes. L'objectif de notre travail est de montrer que la technique de diffusion de la lumière aux petits angles (sals) est un outil performant qui permet de discriminer les deux processus de séparation de phase. Deux systèmes sont étudiés : un mélange thermodurcissable/thermoplastique dont on veut améliorer les propriétés mécaniques et un mélange thermodurcissable/cristal liquide (pdlc - polymer dispersed liquid crystal), matériau prometteur utilisé dans le domaine électrooptique pour la réalisation d'écrans plats et de capteurs optiques. L'analyse de l'évolution des clichés de diffusion de la lumière pendant la séparation de phase et une simulation numérique d'une germination-croissance, nous montrent que la confusion entre les deux processus de séparation de phase (ng et sd) n'est pas permise. Nous montrons également que, dans le cas des pdlc, la diffusion de la lumière est un outil performant de caractérisation des mélanges de polymères qui permet de suivre des phénomènes extrêmement rapides (comme une transition isotrope/nématique dans la phase cristal liquide). Cette étude permet donc d'optimiser les propriétés des mélanges de polymères en fournissant un moyen de description des morphologies de ces mélanges.

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