Dispersion de nano- et micro-domaines de cristal liquide dans des matrices polymères

par Fatima-Zohra Abdoune

Thèse de doctorat en Instrumentation et analyses avancées

Sous la direction de Lahcène Mechernene et de Ulrich Maschke.

Soutenue en 2006

à Lille 1 .

mots clés

• Composites polymères
• Cristaux liquides
• Dispositifs électrooptiques
• Réticulation (polymérisation)
• Démixtion
• Acrylates
• Rayonnement ultraviolet
• Thiols
• Fourier, Spectroscopie infrarouge à transformée de
• Microscopie électronique à balayage
• Calorimétrie différentielle à balayage
• Microscopie de polarisation
• Spectrophotométrie

Résumé

Une étude détaillée des propriétés optiques, électro-optiques, thermophysiques et morphologiques des matériaux composites de polymères et cristaux liquides de type PDLC (polymer dispersed liquide crystals) a été effectuée. Ces matériaux ont été formés par des processus de séparation de phases induite par polymérisation : un mélange homogène comportant le cristal liquide E7, un monomère et un photoamorceur a été exposé au rayonnement de la lumière visible ou ultraviolette. Les matériaux PDLC dont la taille des domaines de cristal liquide se trouve dans la gamme des longueurs d'ondes du visible ont été élaborés et étudiés en utilisant le tripropylèneglycoldiacrylate comme monomère. Ces systèmes ont une fonctionnalité électro-optique très spéciale puisqu'ils peuvent commuter d'un état initial opaque à un état transparent sous l'effet d'un champ électrique. Des systèmes nano-PDLC dont les dimensions des domaines de cristal liquide sont inférueures à la longueur d'onde du visible ont été également préparés et étudiés pour un monomère à base d'un composé thiol-ène. L'analyse de la cinétique de la polymérisation/réticulation des mélanges monomère/cristal liquide/photoamorceur à l'aide de la spectroscopie infrarouge a montré en général un taux de conversion élevé du monomère. L'influence de la composition, la source et la dose du rayonnement ont été étudiées à l'aide de plusieurs techniques expérimentales et en particulier par spectroscopie UV-visible, calorimétrie différentielle, miccroscopie optique à lumière polarisée et microscopie électronique à balayage.

Titre traduit

Dispersion of nano- and micron-sized liquid crystalline domains in polymer matrices

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