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Pillet, Guillaume. Diffusion thermique de nanocarbones au voisinage d'une surface de polymère thermoplastique

Pillet, Guillaume (2019). Diffusion thermique de nanocarbones au voisinage d'une surface de polymère thermoplastique.

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Résumé en francais

Les applications intégrant les nanotubes de carbone augmentent rapidement maintenant que leur bio-toxicité a été évaluée comme limitée. Une fois intégrés dans une matrice polymère, il est possible d'ajuster les propriétés mécaniques et électriques de celle-ci. Dans cette thèse, nous avons étudié la formation et la diffusion de films minces de nanotubes de carbones multi-parois (MWCNT) à la surface d'un polymère thermoplastique haute performance, le poly éther éther cétone (PEEK) possédant un point de fusion élevé (342°C). La synthèse des films composites conducteurs électriques comportent différentes étapes de préparation (dispersion dans des liquides, création d'interface en jouant sur les miscibilités). L'optimisation des paramètres de recuit a permis d'avoir des mesures électriques et optiques exploitables. Nous avons analysé en détail la diffusion du polymère dans le film de nanotubes et étudié la dynamique du front de diffusion à l'aide de la microscopie électronique. Un modèle simple pour la conductivité électrique permet expliquer quantitativement les observations expérimentales. La corrélation entre la conductivité électrique et la transmittance optique d'une couche composite donnée, permet d'étudier la diffusion en fonction de la durée de recuit. Les propriétés piézo-électriques des films composites minces fabriqués ne sont que partiellement réversibles en raison du transfert limité des contraintes mécaniques au réseau de nanotubes de carbone. En contrôlant l'imprégnation des agglomérats de nanotubes par le polymère, il est possible de contrôler les propriétés électriques de la surface, ce qui peut avoir des applications pour la réparation de surfaces composites et la restauration de leurs propriétés électriques ou mécaniques. La spectroscopie Raman et la microscopie électronique à transmission ont été utilisées pour la caractérisation structurelle. Le travail présenté est définitivement multidisciplinaire couvrant la synthèse, la caractérisation structurelle et mesures de transport électronique pour comprendre la formation de surface composites conductrices électrique.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Bacsa, Wolfgang
Puech, Pascal
Ecole doctorale:Sciences de la matière (SdM)
laboratoire/Unité de recherche :Centre d'Elaboration de Matériaux et d'Etudes Structurales (CEMES), UPR 8011
Mots-clés libres :Composite - Polymère - Nanotube de carbone - Couche fine - Couche transparente - Couche conductrice - Capteur de contrainte
Sujets :Physique
Déposé le :02 Jul 2020 15:01