Synthèse et caractérisation de matériaux hybrides organiques-inorganiques : les céramères
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Investigations on new hybrid organic/inorganic materials , the ceramers were focused on the use of silane-terminated organic macromers for different applications such as coupling coatings or adhesives. The hydrolysis and poly condensation reactions involving alkoxy-silane groups have been studied using model compounds. The molecular weight evolution and the appearance of the different condensed species are followed by silicone nuclear magnetic resonance and size exclusion chromatography. If hydrolysis is very fast, the condensation reaction occurs at a lower rate. The polymerization process is controlled by the reactivity of the functional groups and depends on how many of these functional groups have been condensed. Finally, substitution effects are also increased by structural transformations : phase separation and vitrification. The nature, the molecular weight of the macrodiol and the curing process affect the structure of ceramers. By using two complementary analysis, dynamic mechanical analysis and small angle X-ray scattering analysis, the complex structure of ceramers has been modelised.
Abstract FR:
De nouvelles formulations hybrides organiques / inorganiques ont été mises au point en vue d'applications optiques. La nature de la séquence souple de type polybutadiène hydrogéné ou polydiméthylsiloxane confère à ces nouveaux matériaux hybrides de bonnes propriétés telles qu'une excellente tenue aux U. V et une bonne résistance à l'oxydation. Devant la relative complexité des phénomènes, nous avons suivi les réactions d'hydrolyse et de condensation des fonctions alcoxy-silane sur des macromères modèles. La résonance magnétique nucléaire du silicium et la chromatographie par exclusion de taille nous nous ont permis de caractériser complètement les différents produits de réaction et de modéliser le schéma réactionnel. L'étude de ces réactions a été complétée par des études concernant la gélification. Les réactions d'hydrolyse et de condensation sont très rapides. Par la suite , le ralentissement de la réaction pourrait être attribué d'une part à la diminution de la réactivité des groupements réactifs et d'autre part à des changements de phase et /ou de vitrification. La structure complexe des céramères a été étudiée en confrontant deux techniques d'analyse, l'analyse mécanique dyn~que et la diffusion des rayons X aux petits angles. Nous avons ainsi montré que la nature chimique et la masse molaire de l'oligomère, ainsi que les différents traitements thermiques affectent la structure des réseaux. La miscibilité des séquences uréthane-urée avec l'oligomère de départ semble également jouer un rôle important quant à la morphologie des céramères.