Polymères nanostructurés à base de nanotubes de carbone

Ce travail de thèse concerne l’étude de dispersions de nanotubes de carbone (NTC) dans une matrice polymère afin d’obtenir des matériaux nanocomposites avec des propriétés améliorées. Dans la première partie, nous nous sommes intéressés à l’enrobage des NTC par des copolymères à blocs amphiphiles afin de faciliter la dispersion en solution aqueuse. L’influence de la structure chimique, de la composition et de la masse molaire des copolymères sur les propriétés a été étudiée. Dans une deuxième partie, l’incorporation des NTC dans une matrice polymère a été développée. Des procédés par voie aqueuse et par voie fondue ont été choisis afin de contrôler la répartition des NTC dans une matrice modèle de polyoxyde d’éthylène ainsi que dans des de polyéthylène ou de polyméthacrylate de méthyle. L’étude des propriétés physiques, notamment rhéologiques et électriques des nanocomposites à renfort de nanotubes a été réalisée. Ainsi les relations entre l’état des dispersions, la nature de l’enrobage et le mode d’élaboration des composites ont été établies.This work is concerned with the study of carbon nanotubes (CNT) dispersions in a polymer matrix in order to obtain nanocomposite with unique properties. In the first part, we investigated the CNT wrapping by amphiphilic block copolymers to facilitate their suspension in aqueous solution. Based on the results, we could assess the effect on CNT dispersion quality of the molar mass of copolymers, the nature of the hydrophobic block and the length of hydrophilic block. In the second part, the incorporation of CNTs in polymer matrix was developed. Water or melt processing were chosen to control the distribution of CNTs in various polymer matrices (Polyethylene oxide, polyethylene and polymethyl methacrylate) through a prior wrapping of CNT. The studies of physical properties, including rheological and electrical properties, of nanocomposites were undertaken. Relationships between the state of dispersion, the nature of the coating and the method of preparation of composites were established

Polymères nanostructurés à base de nanotubes de carbone

Ce travail de thèse concerne l’étude de dispersions de nanotubes de carbone (NTC) dans une matrice polymère afin d’obtenir des matériaux nanocomposites avec des propriétés améliorées. Dans la première partie, nous nous sommes intéressés à l’enrobage des NTC par des copolymères à blocs amphiphiles afin de faciliter la dispersion en solution aqueuse. L’influence de la structure chimique, de la composition et de la masse molaire des copolymères sur les propriétés a été étudiée. Dans une deuxième partie, l’incorporation des NTC dans une matrice polymère a été développée. Des procédés par voie aqueuse et par voie fondue ont été choisis afin de contrôler la répartition des NTC dans une matrice modèle de polyoxyde d’éthylène ainsi que dans des de polyéthylène ou de polyméthacrylate de méthyle. L’étude des propriétés physiques, notamment rhéologiques et électriques des nanocomposites à renfort de nanotubes a été réalisée. Ainsi les relations entre l’état des dispersions, la nature de l’enrobage et le mode d’élaboration des composites ont été établies.This work is concerned with the study of carbon nanotubes (CNT) dispersions in a polymer matrix in order to obtain nanocomposite with unique properties. In the first part, we investigated the CNT wrapping by amphiphilic block copolymers to facilitate their suspension in aqueous solution. Based on the results, we could assess the effect on CNT dispersion quality of the molar mass of copolymers, the nature of the hydrophobic block and the length of hydrophilic block. In the second part, the incorporation of CNTs in polymer matrix was developed. Water or melt processing were chosen to control the distribution of CNTs in various polymer matrices (Polyethylene oxide, polyethylene and polymethyl methacrylate) through a prior wrapping of CNT. The studies of physical properties, including rheological and electrical properties, of nanocomposites were undertaken. Relationships between the state of dispersion, the nature of the coating and the method of preparation of composites were established

Polymères nanostructurés à base de nanotubes de carbone

Ce travail de thèse concerne l étude de dispersions de nanotubes de carbone (NTC) dans une matrice polymère afin d obtenir des matériaux nanocomposites avec des propriétés améliorées. Dans la première partie, nous nous sommes intéressés à l enrobage des NTC par des copolymères à blocs amphiphiles afin de faciliter la dispersion en solution aqueuse. L influence de la structure chimique, de la composition et de la masse molaire des copolymères sur les propriétés a été étudiée. Dans une deuxième partie, l incorporation des NTC dans une matrice polymère a été développée. Des procédés par voie aqueuse et par voie fondue ont été choisis afin de contrôler la répartition des NTC dans une matrice modèle de polyoxyde d éthylène ainsi que dans des de polyéthylène ou de polyméthacrylate de méthyle. L étude des propriétés physiques, notamment rhéologiques et électriques des nanocomposites à renfort de nanotubes a été réalisée. Ainsi les relations entre l état des dispersions, la nature de l enrobage et le mode d élaboration des composites ont été établies.This work is concerned with the study of carbon nanotubes (CNT) dispersions in a polymer matrix in order to obtain nanocomposite with unique properties. In the first part, we investigated the CNT wrapping by amphiphilic block copolymers to facilitate their suspension in aqueous solution. Based on the results, we could assess the effect on CNT dispersion quality of the molar mass of copolymers, the nature of the hydrophobic block and the length of hydrophilic block. In the second part, the incorporation of CNTs in polymer matrix was developed. Water or melt processing were chosen to control the distribution of CNTs in various polymer matrices (Polyethylene oxide, polyethylene and polymethyl methacrylate) through a prior wrapping of CNT. The studies of physical properties, including rheological and electrical properties, of nanocomposites were undertaken. Relationships between the state of dispersion, the nature of the coating and the method of preparation of composites were established.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

Dispersion of Carbon Nanotubes Through Amphiphilic Block Copolymers: Rheological and Dielectrical Characterizations of Poly(ethylene oxide) Composites

In this article, we report on some properties of polymer nanocomposites prepared from dispersions of multi-wall carbon nanotubes (CNT) in aqueous solution prepared using amphiphilic block copolymers. These nanocomposites are made of polyethylene oxide as matrix and CNT wrapped with copolymers as fillers. We investigated the rheological and electrical behavior of such composites with the objectives of underlined the effect of wrapping. Two rheological and only one electrical percolation thresholds have been observed and related to polymer-CNT and CNT-CNT networks. The low values of these percolation thresholds agree with a homogeneous dispersion of CNT in the matrix. We also demonstrated that specific wrapping may induce an increase of electrical conductivity without affecting too much the viscosity of the melt

The preparation of carbon nanotube/poly(ethylene oxide) composites using amphiphilic block copolymers

Polymer/multiwall carbon nanotube (MWCNT) composites were prepared by using amphiphilic block copolymers as dispersant. First, MWCNTs were wrapped with amphiphilic block copolymers in aqueous solution. Poly(ethylene oxide) was selected as the hydrophilic block because of its strong affinity with water while one of the following polymers: poly(ethylene), poly(butadiene), poly(styrene), poly(propylene oxide), or poly(thiophene) was used as the hydrophobic block of the copolymers. The dispersions were characterized by optical microscopy and transmission electron microscopy along with UV-Visible adsorption and dynamic light scattering. Based on the results, we could assess the effect on CNT dispersion quality of both, the molar mass of copolymers, the nature of the hydrophobic block and the length of hydrophilic block. The crystallization behavior of composites prepared from these dispersions was investigated. Results were related to the dispersion of the nanoparticles in the polymer matrix