Thèse soutenue

Le développement de nouvelles voies de synthèse de composites (zéolithe/polymère) par photopolymérisation et utilisation en impression 3D
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Auteur / Autrice : Yijun Zhang
Direction : Jacques LalevéeAngélique Simon Masseron
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie des matériaux
Date : Soutenance le 13/07/2022
Etablissement(s) : Mulhouse
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Science des Matériaux de Mulhouse - Institut de Science des Matériaux de Mulhouse / IS2M

Résumé

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Avec le développement rapide de la photopolymérisation, de nombreux composites à matrice polymère ont été développés et utilisés dans différents domaines académiques et industriels. Cependant, le challenge de la conception et du développement de nouvelles formulations pour composites par photopolymérisation reste encore ouvert. La première partie introductive de cette thèse doctorale résume et classifie en différentes catégories la photopolymérisation des composites (y compris la source de lumière, le système photoamorceur, le monomère/oligomère et la charge), ainsi que l'application en impression 3D des composites dans différents domaines via la photopolymérisation. Par la suite, différents types de composites contenant des zéolithes ont été obtenus par photopolymérisation, et leur évaluation de photopolymérisation ainsi que leurs propriétés mécaniques ont été respectivement confirmées par le test de profondeur de durcissement (DOC), l’analyse thermomécanique dynamique (DMA) et le test de traction. Ensuite, une impression 3D a été réalisée pour obtenir des objets 3D. Un test de gonflement à l'eau et une impression 4D via des stimuli hydrothermaux ont été aussi effectués pour évaluer les propriétés fonctionnelles du composite obtenu par photopolymérisation ou impression 3D. En fonction de la porosité de la zéolithe, le processus de calcination a également été effectué sur des composites. L’analyse adsorption-désorption de N2, l’adsorption de CO2 et l’adsorption d'eau ont été notamment réalisées pour estimer la porosité des composites calcinés et leur application à l'adsorption de gaz. Tous les résultats ont montré l'effet positif de la charge sur le composite caractérisé par des propriétés mécaniques améliorées et un comportement d'impression 4D intéressant. Par rapport aux produits commerciaux, les échantillons calcinés ont présenté des performances comparables en adsorption de CO2 et d'eau. Par conséquent, ces travaux vont non seulement favoriser le développement de composites zéolithe/polymère via la photopolymérisation, mais aussi trouver d'importantes applications potentielles dans les domaines de l'impression 3D, des matériaux légers à hautes performances, et des matériaux d'adsorption.