Thèse soutenue

Matériaux hybrides polyvinyliques thermoréparants
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Auteur / Autrice : Aude Duhamel
Direction : Laurence Rozès
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique et chimie des matériaux
Date : Soutenance le 25/09/2019
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie des matériaux (Paris)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie de la matière condensée de Paris (1997-....)
Jury : Président / Présidente : Philippe Guégan
Examinateurs / Examinatrices : Nathalie Donnat, Pierre Bonnardel
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-François Chailan, Fabien Szmytka

Résumé

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Avec l’objectif d’augmenter la durée de vie de matériaux polymères, ce travail de thèse étudie les propriétés de thermoréparation de matériaux hybrides polyvinyliques. Pour cela, nous avons synthétisé des polymères nanocomposites dont la réticulation de la matrice organique est assurée par des liaisons métal-ligands. L’échange de liaisons métal-ligands permet de redistribuer les points de réticulation au sein des matériaux et donc d’obtenir un réarrangement topologique du réseau qui conduit aux propriétés d’auto-réparation et de thermoformage. L’étude s’appuie sur trois élastomères dont la force de liaison à l’interface organique-inorganique diffère. Les trois bases de Lewis employées peuvent, en effet, former des complexes de coordination selon trois modes de complexation différents : l’imidazole est un ligand monodentate, l’acide carboxylique est un ligand pontant et le ß-cétoester est un ligand chélatant. Les tests de thermoréparation réalisés à la presse à compression mettent en avant les différents facteurs clefs permettant de moduler, de façon concomitante, les propriétés mécaniques des matériaux et les propriétés de réparation : la dynamique des segments de chaîne, le taux de ligands libre au sein du matériau, le taux de liaisons métal-ligands au sein de l’hybride et enfin la force de liaison métal-ligand.