Synthèse et propriétés de matériaux hybrides élastomères à base d'oxo-clusters de titane

Synthesis and properties of elastomeric hybrid materials based on titanium oxo-cluster

• Auteur / Autrice : Fabien Périneau
• Direction : Laurent Bouteiller
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et chimie des matériaux
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Titane -- Composés

Clusters (chimie)

Matériaux hybrides

Résumé

L'oxo-cluster de titane Ti16O16(OCH2CH3)32, composé d'un coeur oxo-métallique entouré d'une couronne de ligands organiques, a servi de nanobrique pour la synthèse de matériaux hybrides élastomères. L'échange des ligands éthoxy du cluster par des ligands fonctionnels permet d'envisager différents mode d'association du cluster avec des polymères. Grâce à l'échange des ligands éthoxy par des ligands pyrrolidone, le cluster a pu être assemblé par liaisons hydrogène avec un PDMS qui possède des fonctions thiourées terminales. La présence du cluster confère au gel formé des propriétés photochromes. Une connection de type covalent entre le cluster et le polymère est obtenue soit par la voie grafting onto soit par la voie gragting from. Dans le premier cas, les ligands éthoxy du Ti16 sont échangés par un poly(ABu) possédant une fonction -OH terminale, mais à température ambiante en raison de la réactivité des fonctions ester de l'ABu envers les ligands du Ti16. Dans le deuxième cas, six ligands du type trichloroéthoxy sont introduits à la surface du Ti16 pour le transformer en amorceurs d'ATRP. L'ATRP à température ambiante de l'ABu amorcée par le Ti16-CCl3 a été contrôlée et la caractérisation des étoiles hybrides formées prouve qu'elles possèdent six branches polymères. Ces étoiles hybrides au comportement photochrome ont ensuite été utilisées dans le cadre d'études rhéologiques et mécaniques comparatives avec des étoiles modèles et des analogues linéaires. Leur introduction dans un élastomère réticulé renforce significativement les propriétés en fracture de ce dernier et constitue une méthode de dispersion homogène de la composante inorganique dans la matrice polymère