Quelques propriétés inattendues des polymères cristaux liquides, des gels physiques et des polymères chargés par des particules solides
Institution:
Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
This thesis deals with three distinct subjects, all of which nevertheless concern polymeric systems. The first is centered on the question of the persistence length lp of a comb-like side-chain liquid crystal polymer (CLCP). It originates in a study carried out on a CLCP in the melt state showing that the value of lp is practically identical to that of the corresponding "naked" polymer. This surprising observation led us to carry out small angle neutron scattering experiments on diluted solutions of CLCP. The results obtained show that lp increases significantly when the rate of grafted side groups increases. Comparison of these results to those obtained on the melt indicates that the persistence length depends on the intra-chain and inter-chain interactions. The two other subjects relate to the rheological properties in confined geometry of a polymeric physical gel and a polymer melt filled by solid particles. The study on the physical gel, carried out on a polyvinyl chloride (PVC) gel, is aimed at determining the effects of confinement and aging on the mechanical properties of the gel. The results obtained show that the models of percolation do not apply, and that there is an equivalence between aging and confinement of the gel. The last study was carried out on a polydimethylsiloxane (PDMS) melt, filled by silica particles. Its purpose is to determine the effects of confinement on the mechanical properties of this system. The results obtained show that its response at low frequency passes from a flow behavior to an elastic behavior when the thickness of the sample decreases. The experiments carried out as a function of the temperature and of the silica concentration suggest that two effects take part in the elastic response : one is due to the percolation of the silica particle clusters, the other to the presence of pre-vitreous clusters in the melt.
Abstract FR:
Cette thèse regroupe trois sujets distincts, mais qui portent tous sur des systèmes polymères. Le premier est centré sur la question de la longueur de persistance lp d'un polymère cristal liquide à chaînes latérales en peigne (PCLP). Il a pour origine une étude effectuée sur un PCLP à l'état de fondu montrant que lp a une valeur pratiquement identique à celle du polymère "nu" correspondant. Cette observation surprenante nous a conduit à réaliser des expériences de diffusion de neutrons aux petits angles sur des solutions diluées de PCLP. Les résultats obtenus montrent que lp augmente significativement lorsque le taux de groupes latéraux greffés augmente. La comparaison de ces résultats à ceux obtenus sur le fondu indique que la longueur de persistance dépend des interactions intra-chaîne et inter-chaîne. Les deux autres sujets concernent les propriétés rhéologiques en géométrie confinée d'un gel physique polymère et d'un fondu de polymères chargé par des particules solides. L'étude sur le gel physique, menée sur un gel de polychlorure de vinyle (PVC), a pour but de déterminer les effets du confinement et du vieillissement sur les propriétés mécaniques du gel. Les résultats obtenus montrent que les modèles de percolation ne s'appliquent pas, et qu'il existe une équivalence entre vieillissement et confinement du gel. La dernière étude a été menée sur un fondu de polydiméthylsiloxane (PDMS), chargé par des particules de silice. Elle a pour but de déterminer les effets du confinement sur les propriétés mécaniques de ce système. Les résultats obtenus montrent que sa réponse basse fréquence passe d'un comportement d'écoulement à un comportement élastique lorsque l'épaisseur de l'échantillon diminue. Les expériences effectuées en fonction de la température et de la concentration en silice suggèrent que deux effets participent à la réponse élastique : l'un est dû à la percolation des amas de particules de silice, l'autre à la présence d'amas pré-vitreux dans le fondu.