Rozprawy doktorskie: „Polymères biosourcés – Propriétés électriques”

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Lecoublet, Morgan. "Ρrοpriétés Diélectriques des Μatériaux Biοsοurcés". Electronic Thesis or Diss., Normandie, 2024. http://www.theses.fr/2024NORMR027.

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Streszczenie:

Dans un contexte de développement durable et de sensibilisation du public envers les problématiques environnementales, les polymères biosourcés représentent une niche d’avenir dans le secteur industriel avec une forte dynamique de croissance. C’est un contexte favorable au développement de nouvelles structures biosourcées et/ou biodégradables adaptées à de nombreuses applications diélectriques, mais de nombreuses limitations existent encore pour bénéficier pleinement des performances diélectriques des polymères biosourcés. Cette thèse s’intègre dans cette logique de promotion des matériaux biosourcés dans le domaine diélectrique en proposant une étude avancée des propriétés multiphysiques, notamment diélectriques, des polymères biosourcés pour identifier les applications dans les domaines diélectriques adaptées pour de tels matériaux. Dans la première phase de la thèse, une étude de la littérature avancée nous a permis d’identifier trois polymères biosourcés avec un fort potentiel pour le domaine diélectrique, à savoir l’acide polylactique (PLA), le polyhydroxybutyrate-co-valérate (PHBV) et l’acétate de cellulose (CA). Leurs performances diélectriques étaient similaires à certains polymères synthétiques conventionnels utilisés dans le domaine de l’isolation électrique comme le polyéthylène, le polypropylène et la résine époxy. De plus, l’analyse de la littérature nous a permis d’identifier trois stratégies permettant de favoriser davantage l’intégration de polymères biosourcés dans le domaine de l’isolation électrique, à savoir la création de mélanges polymériques, la création de bio(nano)composites à base de charges cellulosiques et de l’utilisation de nouvelles techniques de mise en œuvre comme l’impression 3D. La deuxième phase de la thèse propose l’utilisation combinée de la création de mélanges polymériques et de l’impression 3D pour une application en isolation électrique. Les résultats préliminaires ont démontré que les mélanges de PLA:CA étaient les plus prometteurs pour la suite du projet, et sont donc choisis pour l’étape d’impression 3D. L’ajout de CA a amélioré la stabilité mécanique du PLA lorsque ce dernier est en état caoutchoutique, mais diminue également légèrement la capacité d’isolation électrique du PLA. Une étape d’optimisation via un plan de Taguchi a permis la fabrication de mélanges polymériques imprimés en 3D présentant une rigidité mécanique et de capacité d’isolation électrique comparable au polyéthylène basse densité. La dernière phase de la thèse propose de combiner l’utilisation de bio(nano)composites à base de cellulose et d’impression 3D pour l’obtention de matériaux à base de PLA imprimés en 3D pour une application en isolation électrique. Deux charges différentes ont été utilisées et comparées : les microcristaux de cellulose et les nanocristaux de cellulose. Les résultats ont montré que l’ajout de charges cellulosiques améliorait la rigidité mécanique des matériaux, mais diminuait également légèrement leur capacité d’isolation électrique. Une étape d’optimisation via un plan factoriel a permis de produire des biocomposites à renfort de cellulose avec des propriétés mécaniques supérieures au polypropylène, tout en présentant des propriétés d’isolation électrique comparables. Cette thèse propose ainsi des alternatives biosourcées, voire compostables au polyéthylène et polypropylène dans les domaines d’isolation électrique, grâce à l’utilisation combinée de différentes stratégies faciles à appliquer à l’échelle industrielle, démarche s’inscrivant dans le développement durable
In a context of sustainable development and public awareness of environmental issues, biobased polymers represent a promising niche in the industrial sector, with a strong growth potential. This is a favorable context for the development of new biobased and/or biodegradable structures suitable for a wide range of dielectric applications, but many limitations still exist to fully benefit from the dielectric performance of biobased polymers. This thesis is part of a broader effort to promote the use of biobased materials in the dielectric field, proposing an advanced study of the multiphysical properties, particularly dielectric properties, of biobased polymers to identify applications in dielectric fields suitable for such materials. In the first phase of the thesis, an advanced literature review identified three biobased polymers with high potential for the dielectric field, i.e. polylactic acid (PLA), polyhydroxybutyrate-co-valerate (PHBV) and cellulose acetate (CA). Their dielectric performance were comparable to conventional synthetic polymers used in electrical insulation, such as polyethylene, polypropylene and epoxy resin. In addition, the literature review also identified three potential strategies to encourage the use of bio-based polymers in electrical insulation, i.e. the development of polymer blends, the creation of bio(nano)composites based on cellulosic fillers, and the use of new processing techniques such as 3D printing. The second phase of the thesis proposes the creation of polymer blends and 3D printing to obtain 3D-printed PLA-based materials for application in electrical insulation. Preliminary results showed that PLA : CA blends were the most promising for the continuation of the project and were therefore chosen for the 3D printing step. The addition of CA improved the mechanical stability of PLA in a rubbery state, but also slightly reduced their electrical insulation capacity. An optimization step using a Taguchi design resulted in 3D-printed polymer blends samples with mechanical rigidity and electrical insulation capacity comparable to low-density polyethylene. The final phase of the thesis proposes to combine the use of cellulose-based bio(nano)composites and 3D printing to obtain PLA-based materials for application in electrical insulation. Two different fillers were used and compared: cellulose microcrystals (MCC) and cellulose nanocrystals (NCC). The results showed that the addition of cellulose fillers improved the mechanical rigidity of the materials, but also slightly reduced their electrical insulation capacity. A factorial design optimization step produced cellulose-reinforced biocomposites with superior mechanical properties to polypropylene, while offering comparable electrical insulation properties. This thesis therefore proposes biobased and even compostable alternatives to polyethylene and polypropylene in the electrical insulation field, through the combined use of different strategies easily applicable on an industrial scale, in line with a sustainable development approach

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Hegde, Vikas. "Etudes diélectriques des matériaux biodégradables et/ou bio-sourcés". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT031/document.

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L'utilisation extensive des combustibles fossiles, l'émission de gaz à effet de serre dans l'atmosphère et les difficultés de recyclage des résidus de consommation incitent au recours accru aux polymères biodégradables. Dans le domaine du génie électrique, de nombreux polymères trouvent des applications dans les systèmes d'isolation des matériels électriques. Ces polymères sont issus du pétrole, peu respectueux de l'environnement et la plupart d'entre eux ne sont pas biodégradables. Dans le but de les remplacer, des polymères biodégradables ont été explorés.Une revue des travaux de recherche sur les polymères biodégradables dans le domaine du génie électrique a été réalisée. Les propriétés thermiques et électriques de polymères biodégradables et conventionnels sont rapportées et comparées.Les polymères biodégradables et / ou biosourcés sélectionnés et mis en œuvre sont le Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV), le polycaprolactone (PCL) et l’acide polylactique PLA. Un matériau nanocomposite basé sur PLA a également été préparé. Les propriétés diélectriques pour une large gamme de température et de fréquence ont été mesurées par spectroscopie diélectrique et analysées en s’appuyant sur les propriétés thermiques obtenues par DSC et DMA. La résistivité volumique et la tenue diélectrique ont pu également être mesurées. Ces polyesters biodégradables sont comparés aux polymères conventionnels
The declining resources of fossil fuels, increase in wide-spread pollution, emission of green-house gases and difficulties in recycling waste materials are pushing biodegradable polymers into prominence. In the domain of electrical engineering, many polymers find applications in various electrical insulation systems. These polymers are petro-based, not eco-friendly and most of them are not biodegradable. With an objective to replace conventional products, biodegradable polymers are explored for their dielectric properties.In this work, a detailed study on the present status in the research work on biodegradable polymers in the electrical engineering domain is presented. Thermal and electrical properties of both biodegradable and classical polymers are compiled and compared.The polymers processed and studied were Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV), Polycaprolactone (PCL), Poly(lactic acid) (PLA) and PLA based nanocomposite. Dielectric properties for a wide range of temperature and frequency were measured by dielectric spectroscopy and analyzed with the help of DSC and DMA experiments. Volume resistivity and electrical breakdown were measured on few polymers. These biodegradable polyesters were compared with conventional polymers

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Hammami, Saber. "Propriétés physiques et électriques de polymères électroactifs". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT033/document.

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Les élastomères diélectriques sont de plus en plus utilisés pour la réalisation des transducteurs dans de nombreux domaines industriels : interface haptique, robotique, biomimétisme, conversion d’énergie. Pour le fonctionnement de toutes ces applications, le polymère électroactif est soumis à une haute tension (de 1 à 10kV). Toutefois, le courant de fuite diminue l’efficacité et la durée de vie des dispositifs utilisant ces matériaux.Par ailleurs, une précontrainte mécanique (étirement) est généralement appliquée au polymère pour accroître l’efficacité énergétique dans la conversion mécanique-électrique. Les courants de fuite (et donc le champ de claquage du polymère) seront ainsi conditionnés par cette précontrainte et ce point doit faire l’objet d’une étude détaillée.L’objet de ce travail de thèse est de mener des analyses de courant de fuite sur des polymères électroactifs (élastomères polyacrylates du commerce VHB4910 et silicones Sylgard 186) non contraints et contraints mécaniquement pour évaluer l’amélioration ou la dégradation des performances électriques lorsqu’ils seront plus tard intégrés en géométrie électrode-polymère-électrode dans des transducteurs.Tout d’abord, nous avons mené une étude exhaustive sur l’influence des facteurs externes (étirement, température, champ électrique, nature de l’électrode) sur les propriétés électriques du polyacrylate VHB4910. Les études ont été réalisés sur des durées de polarisation courtes (quelques minutes) et longues (jusqu’à 15 heures). Au cours de ce travail, nous sommes également intéressés à l’étude du phénomène d’autocicatrisation sur le sylgard 186. Les tests ont été conduits pour différents types d’électrodes (or, aluminium, graphène, nanoplaquettes de graphène : GnP) déposées sur la surface de silicone. Une analyse par microscopie optique de la zone évaporée a été menée.La finalité de ces travaux aura permis d’optimiser des structures de récupération d’énergie électrostatique à base de polymères électroactifs
Electroactive polymers known as dielectric elastomers have shown considerable promise for transducers. They are attractive for a wide range of innovative applications including softs robots, adaptive optics, haptic interface or biomedical actuation thanks to their high energy density and good efficiency. For the functioning of all these application, the electroactive polymer is subjected to high electrical field. Nevertheless, the performances of these transducers are affected by the losses and especially the ones induced by the leakage current.Mechanical pre-stretch is an effective method to improve actuation when a voltage is applied to the device made up of a dielectric elastomer sandwiched between two compliant electrodes. The overall performances of the structure (electromechanical conversion, efficiency, strain induced…) depend strongly on the electric and mechanical properties of the elastomer. Regarding electric characteristics, dielectric permittivity, dissipation factor and electric breakdown field have been deeply investigated according to various parameters such as frequency, temperature, pre-stretch, or nature of the electrodes but complete analysis of the leakage current is missing in the scientific literature.Thus, this work reports an extensive investigation on the stability of the current-time characteristics in dielectric elastomer. Particularly, we focus on the influence of the nature of the electrodes and pre-stress applied to the transducer. In order to evaluate the influence of the time duration on the behavior of the leakage current, short and long-term electrical stress times was applied during short times and up to 15 hours.Leakage current in electroactive polymers were discussed for a commercial polyacrylate (VHB4910 from 3M) currently used for soft transducers applications. This current is investigated as a function of external factors (stretching, temperature, type of material for electrodes)In order to evaluate the limitations in term of voltage and in the goal to increase the lifetime of these transducers, the second part of our study is focused on the dielectric strength of silicone rubbers for various types of electrodes (gold, Aluminum, graphene nanoplatelets, graphene : GnP). The effect of self-healing is particularly studied and a selection of electrodes for soft transducers based on dielectric elastomers is proposed

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Hammami, Nadia. "Synthèse et étude des propriétés physico-chimiques de polymères biosourcés à base d'isosorbide". Thesis, Montpellier, 2018. http://www.theses.fr/2018MONTS127.

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Cette thèse propose de valoriser l’isosorbide (IS) dans le domaine des matériaux polymères biosourcés en proposant des voies originales. Après la présentation de cette molécule, nous avons détaillé les différentes voies de synthèse et d'application des composés organiques et des polymères déjà développés par la communauté scientifique. Ces derniers sont obtenus au travers de multiples étapes de fonctionnalisation ou de synthèse longues au travers de procédés peu économes en énergie ou en atomes ou même toxiques. Nous avons alors expliqué notre première stratégie visant à développer des polyacétals à base d'isosorbide (PAIS) jusqu'alors inédit. Un schéma de polymérisation reposant sur la réaction de l’isosorbide avec un halogénure de méthylène dans un solvant non toxique (DMSO) a été retenu. L’influence de différents paramètres expérimentaux (mode d'agitation, durée de réaction et stœchiométrie) a été analysée avec soin. Les meilleurs résultats ont été observés avec l’agitation mécanique à très haute vitesse (milieu réactionnel plus homogène et rendement quantitatif). Les concentrations les plus élevées d'isosorbide ont permis de produire exclusivement des polyacétals linéaires (L-PAIS) alors qu'une faible concentration et l’agitation magnétique ont également induit la formation d'oligomères cycliques. D'autres macrocycles (C-PAIS) de haute masse molaire ont pu être produits. Ces différentes classes de PAIS ont été caractérisés par de nombreuses techniques (RMN, MALDI-TOF IRTF, CES). Leurs performances physicochimiques ont également été étudiées (ATG, DSC, rhéologie..). L'allongement des chaines de L-PAIS étant concurrencé par la cyclisation, nous avons exploré l'intérêt du lactide (lévogyre et racémique) comme extenseur de chaine tout d'abord en réaction avec l'IS puis avec le L-PAIS. La catalyse organométallique a été plus efficace que la voie enzymatique (lipase PS). Les analyses chimiques et physiques menées sur les quatre grades de polymères à base d'IS et de lactide ont souligné la plus value offerte par la présence de la molécule d’isosorbide Des relations "structure-propriétés" précises et fiables incluant l'étude de la durabilité ont été menées avec soin. Enfin la même approche a pu être étendue à la production de copolymères linéaires de type PLLA-b-PAIS-b-PLLA et de PRLA-b-PAIS-b-PRLA
This research work aims to valorise isosorbide (IS) for biobased polymeric materials using original methods. After a short introduction of this molecule, we presented the different synthesis pathways and application fields of chemical and polymers already developed in scientific community. These compounds are classically obtained through many functionalization/synthesis steps with processes far away from green chemistry. Our first strategy based on the development of polyacetals derived from isosorbide (PAIS) was explained. A reaction scheme involving isosorbide with methylene halogenate in a non-toxic solvent (DMSO) was retained. The influence of different experimental parameters (stirring mode, reaction period and stoichiometry) was carefully analysed. Best results were achieved with high-speed mechanical stirring (more homogenous reactive solution, quantitative yield). The highest isosorbide concentrations led to the exclusive production of linear polyacetals (L-PAIS) whereas a low concentration under magnetic stirring conditions induced the formation of cyclic oligomers. Other macro-cycles (C-PAIS) with high molar weight were also produced. These different kinds of PAIS were characterised by various techniques (NMR, MALDI-TOF FTIR, SEC). Their physicochemical performances were also studied (TGA, DSC, rheology…) The length increase of polymer L-PAIS chains being challenged by cyclisation, we also explored lactide use (L- and racemic) as chain extender first by the reaction with IS then with L-PAIS. The La organometallic catalysis was more efficient than enzymatic pathway (PS lipase). Both chemical and physical analyses carried out with four polymeric grades derived from IS et lactide showed the added value of isosorbide molecule. Precise and reliable "structure-properties" relations including durability study were also led. Finally, similar approach could be applied for producing linear copolymers (PLLA-b-PAIS-b-PLLA and PRLA-b-PAIS-b-PRLA)

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Probst, Nicolaus. "Etude des propriétés électriques et diélectriques des composites polymères - noirs de carbone : parallélisme entre propriétés électriques et mécaniques". Mulhouse, 1991. http://www.theses.fr/1991MULH0180.

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Les caractéristiques principales du noir de carbone, la surface spécifique et le degré d'agglomération sont considérés dans cette étude sous la forme de volume de structure et de surface absolue par unité de volume du mélange caoutchouc naturel et styrène - butadiène. Il était ainsi possible de mettre en évidence que la percolation électrique se produit lorsqu'un certain volume de structure est établi, que le module élastique du mélange est, à densité de réticulation constante, uniquement fonction du volume de structure, de même que la constante diélectrique. L'hystérèse mécanique et les propriétés diélectriques dépendent par contre de l'extension de la surface du noir de carbone, dépendance qui est fonction d'un paramètre lié à la qualité de la surface ; le rapprochement est fait avec l'énergie libre de surface. La densité apparente du noir de carbone dans le mélange est mise en évidence comme source d'information sur l'interface polymère - charge

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Dufourg, Marie-Béatrice. "Caracterisation électriques des interfaces polymère/métal dans les diodes électroluminescentes organiques". Bordeaux 1, 2002. http://www.theses.fr/2002BOR12631.

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Certains polymères conjugués électroluminescents présentent des propriétés intéressantes tant électriques qu'optiques. Aujourd'hui ces composés présentent un grand intérêt pour la réalisation d'afficheurs et constituent une alternative aux cristaux liquides. L'objectif est de mieux comprendre et de contrôler l'injection des porteurs de charges des électrodes vers le polymère conjugué. Dans ce travail nous avons caractérisé les interfaces polymères conjugués / métal afin d'identifier la nature ainsi que la distribution des couches interfaciales au moyen de différents types de caractérisations électriques (en courant continu et alternatif) et spectroscopiqes (technique Raman confocale). Pour cela nous avons caractérisé des diodes électroluminescentes réalisées à partir de trois différents polymères conjugués : le poly(3-octylthiophène) ou POT, le poly(3, 2éthyl-hexylthiophène) ou PEHT et le poly(2-(2', 5'-bis-(éthylhexyloxy)phényl, 1,4-phénylènevinylène) ou BEHP-PPV.

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Savourat, Pauline. "Structure et propriétés de polusaccharides et copolymères biosourcés obtenus par synthèse enzymatique". Thesis, Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018NANT4107.

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Grâce à leur empreinte carbone limitée, les polysaccharides constituent des alternatives aux polymères issus du carbone fossile. Ces macromolécules, généralement biodégradables, biocompatibles et très hydrophiles ont des propriétés mécaniques souvent insuffisantes pour des applications dans le domaine des matériaux de structure. En revanche, leur sensibilité naturelle à l'eau et leur biocompatibilité peuvent être mises à profit dans des applications à haute valeur ajoutée, par exemple dans des matériaux stimulables ou des matériaux à usage biomédical. Le projet vise à produire des copolymères diblocs constitués uniquement de polysaccharides en combinant la glyco-enzymologie et l'ingénierie des protéines. Le but est d'obtenir de nouvelles propriétés en associant les propriétés intrinsèques des blocs constitutifs. Ainsi, une grande partie du travail a porté sur la détermination des relations entre la structure et les propriétés d'un large panel d'alpha-glucanes de synthèse, et notamment sur le rôle du type et/ou du taux de liaisons osidiques constituant la chaîne principale ou les branchements. Cette approche a permis de cibler les blocs constitutifs de copolymères originaux. Une large gamme de techniques a été utilisée afin de caractériser la structure, le comportement des molécules en solution et des matériaux formés. Ainsi ce travail fait l'objet d'avancées majeures dans la compréhension des relations structure/conformation/propriétés des polysaccharides
Due to their limited carbon footprint, polysaccharide-based materials are attractive alternatives to fossil carbon based polymers. These macromolecules, which are generally biodegradable, biocompatible and highly hydrophilic . present mechanical properties that are still insufficient for applications in the field of structural materials or most non-food uses. However, their natural sensitivity to water and their biocompatibility can be used in applications with high added value, for example stimulable materials or materials for biomedical use. The project aims to produce diblock copolymers only consists of polysaccharides by combining glycoenzymology and protein engineering. The objective is to obtain new properties by associating the intrinsic properties of the building blocks. Therefore, much of this work has focused to determine and understand the relationships between the structure and the properties of a large panel of synthetic alpha-glucans, including the role of the type and/or the rate of osidic linkages in the main chain or in branching. This approach has made it possible to target the constituent blocks of original copolymers. A wide range of techniques has been used to characterize the structure, the behaviour of molecules in solution and the materials formed. Thus, this work is the subject of major advances in the understanding of the structure / conformation I properties relations of polysaccharides

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Hadid, Mohammed Abderahmane. "Conception d'un dispositif de mesure des charges injectées dans les polymères sous champ alternatif divergent : application au vieillissement électrique". Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30249.

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Ce memoire traite des phenomenes de vieillissement electrique des isolants polymeres sous contrainte alternative. Les materiaux etudies sont utilises dans l'isolation des cables haute-tension destines au transport de l'energie electrique (polyethylene). Notre travail consiste en la conception et la realisation d'un dispositif de mesure de la charge injectee en pointe d'electrode sous tension alternative sinusoidale. La sensibilite de la mesure est de l'ordre de 0,003 pc. Le principe de fonctionnement du dispositif est base sur la compensation de la charge capacitive et des pertes de l'echantillon, avec l'hypothese de la linearite des effets dielectriques avec la tension. L'ensemble experimental est pilote par micro-ordinateur. La configuration geometrique adoptee est une double-pointe asymetrique dans laquelle le rayon de courbure de l'electrode pointe est de quelques m. Celle-ci permet de simuler des defauts dans les isolants ou il y a amplification importante du champ electrique. De plus, elle permet de minimiser la capacite des echantillons (0,1 pf) necessaire pour rendre possible la detection de la charge injectee. Les resultats obtenus confirment l'existence d'une forte injection de charge dans les materiaux etudies a partir d'un champ de l'ordre de 1 mv/cm, dit champ critique d'injection. Le dispositif permet l'observation de micro-decharges d'amplitudes inferieures a 0,1 pc lorsque s'amorce la transition a l'arborescence electrique. Celles-ci sont confirmees par detection optique a l'aide d'un photomultiplicateur. La correlation entre les temps d'incubation de l'arborescence determines sous tension alternative et les champs critiques determines a l'aide du detecteur mis au point est etudiee

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Vella, Nathalie. "Étude de la nature et de l'origine des charges d'espace, dans les polymères soumis à de forts champs électriques". Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1995INPT094H.

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La methode de l'onde thermique est une methode non destructive qui permet d'obtenir la distribution du champ electrique et de la densite de charges d'espace a l'interieur des isolants. Nous utilisons cette methode couplee a la methode plus classique de depolarisation thermostimulee pour etudier la nature et l'origine des charges dans trois polymeres: - le polyethylene, dont l'application principale est l'isolation des cables d'energie moyenne et haute tension (mt et ht) - le polymethacrylate de methyle tres utilise dans l'industrie electrique en tant qu'isolant transparent - le plychlorure de vinyle utilise dans les cables basse tension (bt). Dans le cas du pe, nous montrons comment la structure du polymere dependant notamment du procede de fabrication joue un role preponderant dans le piegeage des charges. Nous voyons egalement que l'accumulation des charges dans certaine region de l'isolant peut conduire au claquage. Dans le cas du pmma, le croisement de la methode de l'onde thermique et de la methode de depolarisation thermostimulee nous permet d'observer separement deux phenomenes distincts: l'injection et la polarisation. Nous montrons egalement l'influence des contraintes mecaniques internes obtenues par traitement thermique sur la polarisation. Dans le cas du pvc, nous correlons la microstructure a la polarisation

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Bardon, Geneviève. "Synthèse et caractérisation de nouvelles polyphénylquinoxalines". Lyon 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LYO10083.

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Ce travail est consacre a la synthese de nouvelles polyphenylquinoxalines et a l'etude de quelques-unes de leurs proprietes, comparees a celles des polyphenylquinoxalines classiques (ppq). Les nouveaux polymeres obtenus sont de deux types essentiellement: l'un contient le groupe hexafluoropropylydene 6f, tandis que l'autre, appele ppq quinquaphenyle, a une concentration en motifs aromatiques augmentee par rapport aux ppq classiques. Leur preparation a demande un important travail de synthese organique. Les monomeres fluores ont ete prepares a partir du bis-phenol 6f, transforme des la premiere etape en bis-triflate 6f. Pour les ppq quinquaphenyles, une polyaddition par reaction de diels-adler et une polycondensation classique des ppq ont ete envisagees. Pour les deux types de preparation, il s'est avere necessaire de preparer un intermediaire commun: le bromo-4 benzile. L'obtention de cette dicetone a necessite la mise au point d'une synthese originale, utilisant des benzoines masquees. Les autres etapes de la preparation des reactifs polycondensables font intervenir des reactions plus classiques. La carcterisation de ces polymeres, a l'etat solide et en solution, montre que leur solubilite est nettement amelioree par rapport aux ppq classiques. D'autre part, leur permittivite dielectrique est du meme ordre de grandeur (2,80-2,85) que les ppq de reference. Les ppq fluores montrent une plus faible reprise d'eau et une thermostabilite plus importante que les ppq classiques. Dans le cas des ppq quinquaphenyles, cette derniere propriete est egalement amelioree. Ces modifications structurales des ppq permettent donc d'ameliorer la solubilite des polymeres, sans prejudices aux autres proprietes

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Villers, Serge. "Propriétés hyperfréquences de quelques polymères électroactifs : application à l'étude d'un absorbant microondes". Lille 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LIL10131.

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Le travail présenté dans ce mémoire décrit l'étude de la réflexion d'une onde électromagnétique sur un milieu semiconducteur et montre la faisabilité d'un absorbant microondes, de faible épaisseur, au moyen de polymères électroactifs. L'étude par simulation numérique, du coefficient de réflexion du milieu défini par les paramètres physiques tels que la permittivité Epsilon, la conductivité Sigma, la perméabilité magnétique Mu, a permis de cerner les conditions favorables au blindage électromagnétique. Deux types d'absorbants ont été ainsi définis ; la structure est soit "monocouche", soit "multi-couches" : l'absorbant résonnant et l'absorbant large bande. Différents dispositifs de mesures automatiques sont décrits. Ils permettent de déterminer expérimentalement le coefficient de réflexion des différentes structures, de calculer la permittivité et la conductivité des matériaux étudiés. Après avoir caractérisé les échantillons, quelques structures absorbantes ont été réalisées et leurs performances mesurées. Les résultats expérimentaux obtenus dans ces différents cas sont présentés et comparés aux absorbants de type polymères chargés qui sont disponibles actuellement.

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Retho, Patrice. "Propriétés physiques de nanofils de polymères conducteurs préparés par la méthode template". Phd thesis, Université de Nantes, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00454025.

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Les nanomatériaux organiques peuvent présenter des propriétés physiques originales pour deux raisons : une longueur physique caractéristique comparable à la taille de l'objet, une modification de la structure. Nous avons synthétisé électrochimiquement des nanofils de poly(3,4-éthylènedioxythiophène) par la méthode Template. L'étude des propriétés électriques de ces nanofils jusqu'à 1.5 K montre des comportements variant fortement avec le diamètre. Ainsi le PEDOT, dans le régime critique pour le film, devient de plus en plus isolant quand le diamètre des nanofils diminue. Une étude de diffusion Raman résonant a été réalisée sur film et sur fil isolé. Nous interprétons les changements en terme de structure électronique et moléculaire de nos systèmes. Les résultats de nos études spectroscopiques (Absorption optique, Raman, XPS, RPE) montrent clairement une compétition entre le niveau de dopage, la longueur de conjugaison, la nature des charges et la structure du polymère.

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Do, Isabelle. "Nanocomposites nanotubes de carbone/élastomère : Propriétés rhéologiques et électriques". Pau, 2007. http://www.theses.fr/2007PAUU3005.

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L'incorporation de nanotubes de carbone (NTC) dans une matrice polymère est difficile du fait de leur forte tendance à s'agglomérer, ce qui réduit leur intérêt en tant que renforts. Afin de pallier ce problème, beaucoup de solutions reposent sur la modification de l'interface NTC/polymère. Le but de notre étude est d'établir la relation existant entre la nature de l'interface NTC/polymère et l'organisation spatiale des NTC d'une part, les propriétés rhéologiques et électriques du nanocomposite NTC/polyacrylate de méthyle (PMA) obtenu, d'autre part. L'interface NTC/matrice est contrôlée via l'utilisation de polyacide acrylique (PAA), soit en le greffant à la surface des nanotubes, soit en l'utilisant comme agent de surface. L'étude de la morphologie des composites par microscopie électronique a montré la nécessité de distinguer la distribution des NTC au sein de la matrice (c'est-à-dire la répartition des amas de nanotubes dans tout l'échantillon), de leur dispersion (c'est-à-dire leur individualisation au sein de ces amas). Cette distinction est centrale, car elle permet d'expliquer les propriétés physiques des nanocomposites. L'étude des propriétés viscoélastiques linéaires et électriques des composites obtenus a permis de mettre en évidence un phénomène de percolation. Nous avons également montré que les propriétés électriques des composites sont sensibles à la dispersion des NTC, alors que les propriétés rhéologiques le sont à la qualité de distribution. L'utilisation de PAA, greffé ou adsorbé sur les nanotubes, permet d'augmenter la conductivité électrique et de mieux disperser les NTC, abaissant ainsi les seuils de percolation électrique
Since carbon nanotubes (CNT) tend to remain as entangled agglomerates, homogeneous dispersed states within a polymer is not easily obtained, which reduces the interest of nanotubes as reinforcements. Many of the solutions proposed to address this issue rely on the modification of the interface between carbon nanotubes and the polymer matrix. The aim of the study is to establish the relationship between the nature of the CNT/polymethylacrylate (PMA) interface and the spatial organization of the CNTs in the matrix, on the one hand, and rheological and electrical properties of the nanocomposites, on the other hand. The interface is controlled by using polyacrylic acid (PAA), either by grafting it on the nanotubes surface, or by using it as a surfactant. The study of the morphology of the composites by electronic microscopy showed the importance of distinguishing the distribution of CNTs in the matrix (i. E. The repartition of the nanotubes clusters in the whole sample), from their dispersion (i. E. Their individualization within the clusters). This distinction is central as it allows explaining the physical properties of the nanocomposites. The studies of the linear viscoelastic and electrical properties of the composites highlighted the existence of percolation phenomena. We also showed that the electrical properties of the composites are sensitive to the CNTs dispersion, whereas the rheological ones are sensitive to the quality of distribution. The use of PAA, either grafted or adsorbed on nanotubes, allows an increase in electrical conductivity as well as a better dispersion of the nanotubes, thus lowering the electrical percolation thresholds

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Meraoumia, Thaleb. "Contribution à l'étude des polymères chargés conducteurs : relations entre mésostructure et propriétés électriques". Bordeaux 1, 1994. http://www.theses.fr/1994BOR10641.

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Les polymeres charges de particules conductrices presentent une transition isolant-conducteur a une concentration critique de particules appelees seuil de conduction. Le modele de la percolation rend compte d'une telle transition mais ne peut expliquer sa position. Ce memoire presente une etude experimentale, par analyse numerique de micrographies et diffusion des rayons x aux petits angles, de la mesostructure de polymeres charges de noir de carbone. On demontre qu'il peut exister, au sein des materiaux, deux types de regions constituees chacune d'agregats de noir de tailles moyennes tres differentes. La comparaison avec les proprietes electriques en continu et en alternatif des materiaux montre que les agregats de plus petite taille jouent un role preponderant dans la conduction et que leur nombre, tres sensible au mode de dispersion, determine en grande partie la position du seuil de conduction

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Prévot, Jean-Louis. "Relation entre propriétés électriques et adhésives des interfaces polyoléfine-métal". Mulhouse, 1988. http://www.theses.fr/1988MULH0099.

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L'adhésion entre aluminium et polyoléfines (emballage) est obtenue par fusion sous pression de la polyoléfine au contact du métal. L'examen du comportement électrique de l'interface polymère-métal (intensité-potentiel en courant continu) montre une bonne corrélation entre les propriétés électriques et adhésives. Un modèle de l'interface polymère-métal, associant une barrière de Schottky et une charge d'espace, modulée en fonction des propriétés adhésives est proposé

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Hadj, kacem Yosra. "Synthèse, caractérisation et propriétés des oligoesters et composites sulfonés biosourcés". Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI044/document.

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La transformation de la biomasse végétale en composés simples pouvant servir comme monomères pour l’élaboration de nouveaux matériaux polymères susceptibles de se substituer à leurs homologues d’origine pétrochimique a été l’un des thèmes de recherche développés au cours des deux dernières décennies. c’est dans ce vaste contexte que s’inscrivent les travaux rapportés dans ce mémoire dont l’objectif était d’élaborer une nouvelle famille d’oligoesters aliphatiques en partant de monomères biosourcés et en intégrant dans leur structure des groupes sulfonés. Cette orientation est justifié par les trois considérations suivantes (i) cela constitue une contribution à la valorisation de la biomasse végétale (ii) la présence des unités sulfonés dans leur structure leur confère des propriétés physico-chimiques particulières favorisant leur utilisation dans divers secteurs industriels. (iii) Ces oligoesters peuvent être par la suite utilisés pour la préparation des composites à base de réseaux de poly (ester-uréthane) et de liquide ionique ayant des propriétés thermomécaniques potentiellement intéressantes et une grande tendance à la dégradation hydrolytique
The research conducted in this thesis was achieved in the context of vegetal biomass valorization. It aims to develop a new family of aliphatic oligoesters from biobased monomers and incorporating into their structure sulfonated groups. This choice is justified by the following three considerations. (i) This is a contribution to the valorization of vegetal biomass. (ii) The presence of sulfonated units in the structure of this type of polymers gives them specific physicochemical properties favoring their use in various industrial sectors. (iii) These oligoesters can be subsequently used for the preparation of poly (ester-urethane) networks and ionic liquid-based composites with potentially interesting thermomechanical properties and a great tendency towards hydrolytic degradation

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Chouiki, Mustapha. "Élaboration par voie aqueuse de mélanges à base de polymères conjugués : propriétés électriques et optiques". Lyon 1, 2004. http://www.theses.fr/2004LYO10063.

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L'objectif de cette thèse a été de développer des films à fonctions électriques ou optiques obtenus à partir de dispersions aqueuses de polymères conjugués. Le mélange de nanoparticules " core-shell " (PU/PPy) ou de PPV, obtenu à partir de son précurseur (PrecPPV) avec une dispersion de nanoparticules PU, a permis la réalisation de films flexibles. Pour les films à base de PPy, la morphologie, la dépendance de la conductivité avec la composition ainsi que les mécanismes de conduction sont analysés. L'évolution conjointe de la structure chimique et des propriétés optiques pendant la transformation thermique du PrecPPV en PPV, dans le PU, est étudiée. L'analyse viscoélastique de ces films montre une amélioration des propriétés mécaniques. Ces mélanges ont donc permis d'obtenir des matériaux " tout organique " avec des performances très intéressantes sur le plan des propriétés électriques ou optiques, tout en conservant les propriétés spécifiques, notamment mécaniques, de la matrice PU

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Hindermann-Bischoff, Manuela. "Etude des propriétés électriques de composites matrice organique - noir de carbone". Mulhouse, 1999. http://www.theses.fr/1999MULH0560.

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La dispersion de particules conductrices dans une matrice organique isolante confère au composite une conductivité électrique qui augmente avec la fraction volumique f des particules au-dessus d'un seuil critique fc. Il s'agit d'une transition isolant/conducteur pouvant être décrite par la théorie de la percolation. Lorsque ces composites sont chauffés au-delà d'une température TCTP, une diminution significative de la conductivité est observée. Cet effet, connu sous le nom «effet CTP» (Coefficient de Température Positif, en termes de résistivité), est utilisé dans de nombreuses applications et, notamment en électrotechnique, comme limiteur de courant. Bien que l'étude de ces mélanges noir de carbone/matrice organique, ait déjà fait l'objet de nombreux travaux, l'origine et le mécanisme de la conduction électrique, d'une part, celui de l'effet CTP, d'autre part, restent controversés. Ce fait peut s'expliquer par le grand nombre de paramètres qui influencent les propriétés électriques de ces systèmes désordonnés. Le but de ce travail est d'étudier ces mécanismes dans le cas de composites dont les caractéristiques physico-chimiques et la morphologie à différentes échelles de longueur sont obtenues par une série de méthodes indépendantes et peuvent être reliées aux propriétés électriques. Le travail expérimental et l'analyse théorique des résultats à l'aide de modèles adaptés aux systèmes hétérogènes désordonnés, ont permis d'obtenir une série d'informations importantes et nouvelles concernant les propriétés électriques de ces composites. La première concerne le comportement différent de certains composites pouvant être attribué à l'interpénétration des agrégats mise en évidence par diffusion centrale de rayons X et résultant soit du mode de préparation, soit de la nature de la matrice. La seconde concerne le mécanisme de l'effet CTP pour lequel les mesures de conductivité dynamiques ont permis, pour la première fois, une description qualitative, précise et complète.

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Magliozzi, Fiona. "Synthèse de polyhydroxyuréthanes biosourcés par extrusion réactive : élaboration de matériaux aux propriétés originales". Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0290.

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Cette thèse porte sur l’application du procédé d’extrusion réactive à la synthèse, sans solvant, de polyhydroxyuréthanes (PHUs). D’une part, des PHUs thermoplastiques ont été synthétisés à partir de trois biscarbonates cycliques à 5 chaînons, activés ou non par des fonctions ester ou éther en béta du cycle, et différentes diamines. La conversion totale des fonctions réactives a été atteinte dans la majorité des cas en des temps courts (quelques heures), malgré le caractère très cohésif des substrats biscarbonates employés et notamment ceux comportant un lien amide. D’autre part, via ce même procédé d’extrusion réactive, différents PHUs réticulés qui présentent des propriétés de mémoire de forme ou encore de reprocessabilité ont été synthétisés. En parallèle, une étude via des réactions modèles menées hors extrudeuse a permis de mettre en évidence les conditions expérimentales permettant de fortement limiter la formation d’un produit secondaire de type urée. Dans le cas particulier du dicarbonate de diglycerol (DGDC), un protocole de purification par recristallisation a été mis au point de façon à séparer ses deux formes énantiomères. La polymérisation des deux énantiomères séparés, avec différentes diamines, a révélé que la stéréochimie du monomère biscarbonate joue un rôle déterminant sur les dimensions et les caractéristiques thermomécaniques des PHUs finaux
This thesis work deals with the application of reactive extrusion to the bulk synthesis of polyhydroxyurethanes (PHUs). On the one hand, thermoplastic PHUs have been synthesized from three biobased 5-membered biscyclic carbonates, two of them being ester- or ether- chemically ‘activated’. The complete conversion of reactive functions has been reached in most cases, in relatively short reaction times (few hours), despite very cohesive systems, specifically in the case of one biscyclic carbonate bearing amide moieties. On the other hand, thermosets PHUs with shape memory capacity and reprocessability have been synthesized through this process. Simultaneously, a study was performed on model reactions in order to determine the experimental conditions that limit urea formation during the aminolysis of biscyclic carbonates. Finally, a purification protocol was developed in order to separate the two enantiomers of DGDC biscyclic carbonate. The polymerization of these two separated enantiomers with diamines demonstrated that the stereochemistry of biscyclic carbonate monomers plays a crucial role in the final polymer size and properties

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Lee, Chih-Wen. "Étude des propriétés optiques et électriques des nanocomposites polymères pour les diodes électroluminescentes organiques". Nantes, 2008. http://www.theses.fr/2008NANT2019.

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Dans ce travail, les nanomatériaux hybrides ont été étudiés en vue de leur utilisation dans les diodes électroluminescents organiques pour améliorer les performances en terme de stabilité et rendement. Les processus physiques engendrés par l’incorporation de la composante inorganiques dans une matrice polymères ont été examinés. Dans un premier temps, des composites obtenus en ajoutant des nanocristaux de CdSe(ZnS) aux polymères dérivés de poly(phénylène-vinylène) (PPV) ont été étudiés. Les mesures de luminance et rendement dans les diodes les utilisant, ont montré que les composites sont supérieurs aux polymères en performance. Ensuite, le rôle des nanocristaux dans les mécanismes de transport a été étudié par les mesures de pièges. Pour cette étude, le poly[2-méthoxy-5(2’-éthylhéxyloxy)-1,4-phénylène vinylène](MEH-PPV) a été choisi pour faciliter les comparaisons, et les composites sont MEH-PPV+ CdSe(ZnS). Il a été montré que l’amélioration des performances des diodes est en partie, liée à une diminution de la densité des pièges, causée par l’ajout des nanocristaux au polymère. Finalement, pour approfondir le mécanisme de formation des défauts, les mesures de pièges ont été effectuées dans les co-polymères dopés avec des complexes phosphorescents. Il a été montré que l’incorporation des complexes au polymère supprime certains pièges tout en créant d’autres. Dans tous les systèmes étudiés, les performances des diodes utilisant les nanocomposites sont meilleures que celles utilisant le polymère seul. Le dopage semble modifier le transport électrique dans le matériau actif par la réduction de la densité des pièges
Hybrid nanocomposites have been investigated in this research work in order to examine the possibility to enhance the performance of organic devices in stability and in efficiency and to understand the physical processes induced by the inorganic part in the polymer matrix. The first realization was carried out with composites made of phenylenevinylene (PPV) derivatives and CdSe(ZnS) core/ shell nanocrystals. It was demonstrated that the brightness and yield of devices using the nanocomposites were strongly increased as compared to those obtained in devices using the polymer alone. Next, the role of the nanocrystals was studied by performing the measurements of trap states introduced in composite films. To easily compare the results with those reported in the literature, the polymer used here was poly[2-methoxy-5(2’-ethylhexyloxy)-1,4-phenylene vinylene](MEH-PPV) and the studied composite was (MEH-PPV+ CdSe(ZnS)). It was found that the enhancement of the performance of devices using the composites is in part, associated to the decrease in the trap density of the polymer. Finally, investigations of trap formation in composites were extended to polymer systems composed of 2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butyl-phenyl)-(1,3,4-oxadiazole) (PBD) and poly (9-vinylcarbazole) (PVK) and containing phosphorescent-metal complex. It was demonstrated that incorporation of complex caused the suppression of existing defects in the polymer blend and introduced new traps. In all systems investigated, the devices using nanocomposites showed significant improvement of their electroluminescent performance. The doping seems to affect the transport process by reducing the trap density of the polymer

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Esnouf, Stéphane. "Etude des propriétés électriques et magnétiques de polymères conducteurs confinés dans une matrice isolante". Palaiseau, Ecole polytechnique, 1995. http://www.theses.fr/1995EPXX0009.

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Ce travail porte sur l'étude des propriétés électroniques de polymères conducteurs confines dans une matrice isolante (zéolithe). Nous avons étudié deux types de polymères: les polymères conducteurs intrinsèques (polypyrrole) et les polymères pyrolisées (polyacrylonitrile et polyalcool furfurylique). Ces polymères ont ete caractérisés par résonance paramagnétique électronique et par des mesures de conductivité hyperfréquence (1,9ghz 14ghz). La formation de polypyrrole oxyde est confirmée par les mesures par résonance paramagnétique électronique. Il existe une forte interaction avec la zéolithe qui tend à piéger les charges et rend le polymère confine isolant. Concernant le polyacrylonitrile, nous montrons que ce matériau confine et pyrolyse possède a température ambiante une susceptibilite de type métallique et une conductivité hyperfréquence relativement importante. Ces résultats montrent qu'au cours de la pyrolyse, il y a formation d'amas aromatiques étendus. A l'oppose, la pyrolyse du polyalcool furfurylique encapsule ne provoque que la fragmentation du polymère qui se manifeste par une augmentation de la densité de défauts et une diminution de la conductivité. L'étude portant sur le polyalcool furfurylique a été complétée par des mesures par rpe pulsée qui ont permis de préciser les mécanismes a l'origine de la relaxation magnétique et de l'élargissement des raies de résonance paramagnétique

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Louis, Christel. "Mélanges de polysulfones avec un élastomère acrylate : caractérisation morphologique et thermo-mécanique". Toulon, 2001. http://www.theses.fr/2001TOUL0002.

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Chailan, Jean-François. "Contribution des spectrométries mécanique et diélectrique à l'étude du vieillissement d'élastomères en ambiance nucléaire". Lyon 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LYO10236.

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Deux elastomeres, epr (terpolymere ethylene-propylene-hexadiene-1,4) et hypalon (polyethylene chlorosulfone), constituant respectivement l'isolant et la gaine de cables electriques utilises en ambiance nucleaire ont subi des vieillissements thermique et radiochimique acceleres. Deux techniques peu courantes dans le domaine d'etude des elastomeres, les spectrometries mecanique et dielectrique, sont appliquees au suivi de ces vieillissements. Le vieillissement thermique d'epr affecte tres peu ses proprietes mecaniques dynamiques pendant une periode d'induction au-dela de laquelle le materiau est rapidement degrade. En revanche, la spectroscopie infrarouge, se revele sensible aux premiers stades de l'oxydation du materiau pendant la periode d'induction. La degradation thermique d'hypalon est visible des les courtes durees par les deux techniques spectrometriques. Plus particulierement, le maximum de l'angle de perte lors des relaxations mecanique et dielectrique diminue lineairement avec la duree du vieillissement. Ce comportement est attribue a trois phenomenes concomitants: perte de plastifiants, deshydrochloruration et reticulation. L'irradiation , dans les conditions de ces tests (100 (gy/h), dose maximale 100 kgy), ne modifie que le module caoutchoutique d'epr et encore dans de faibles proportions. Mais a l'instar du vieillissement thermique, les proprietes dielectriques, et specialement la permittivite sont beaucoup plus sensibles. Les phenomenes d'oxydation relativement faibles dans ce cas en sont responsables. Comme pour le vieillissement par la chaleur, les effets de l'irradiation se font sentir des les faibles doses sur les proprietes mecaniques et dielectriques d'hypalon. Mais cette fois, tant dielectrique et mecanique evoluent en sens contraire

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Haas, Vincent. "Caractérisation 3D des charges électriques dans les isolants polymères minces par imagerie thermoacoustique". Toulouse 3, 1997. http://www.theses.fr/1997TOU30169.

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Une methode de mesure de charges electriques dans les isolants solides basee sur l'imagerie thermoacoustique a ete developpee. Son originalite est due a la possibilite de realiser des cartographies 3d des charges a differentes profondeurs et a differentes echelles. Le principe repose sur la generation par excitation laser d'une onde de chaleur qui se propage dans le materiau et qui engendre un deplacement relatif des charges a l'interieur de l'isolant. Le signal electrique qui en resulte est detecte par un capteur piezoelectrique (pvdf) et il est fonction de la distribution des charges et de la temperature dans le materiau. Le faisceau laser est focalise sur une zone dont le diametre est reglable, ce qui permet de selectionner differentes echelles de mesure. Un calcul tridimensionnel nous permet alors de modeliser la distribution de la temperature dans le volume. Une serie de mesures experimentales nous permet de justifier le modele utilise. Un traitement mathematique original base sur l'algebre spectrale a ete developpe et il permet d'extraire la distribution des charges du signal mesure. Le dispositif experimental a ete valide au prealable sur une diode de type schottky. Nous avons ensuite etudie la repartition volumique des charges sur des films polymeres minces de type polyethylene basse densite et polyethylenetherephtalate. Nous en avons deduit les cartographies 3d des charges a differentes profondeurs et a differentes echelles.

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Antar, Zied. "Éco-composites polymères conducteurs (CPC) pour la production d'énergie renouvelable". Lorient, 2012. http://www.theses.fr/2012LORIS283.

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L’augmentation incessante de la consommation mondiale des énergies fossiles risque de plonger notre planète dans une pénurie de ressources énergétiques dans quelques dizaines d’années. Les énergies renouvelables semblent être une excellente alternative pour la production d’une énergie durable et verte. L’objectif de ce travail est d’élaborer des Composites Polymères Conducteurs (CPC) pour la production et le stockage d’énergie. Dans une première partie, nous nous sommes intéressés au développement d’un absorbeur solaire à base de CPC préparés à l’état fondu en dispersant une charge conductrice (graphite et/ou nanotubes de carbone) dans une matrice polymère isolante (PLA et PA12). Leurs propriétés thermo-optiques ont été mesurées et une étude de leur durabilité a été réalisée. Dans une seconde partie, des CPC possédant un pouvoir thermoélectrique ont été préparés par voie fondue et solvant par polymérisation in situ. Diverses formulations ont été testées et des facteurs de mérite ZT très encourageant ont été obtenus
Owing to the finite supply of fossil fuels and the negative public opinion surrounding nuclear energy, alternative energy resources are the subject of considerable research on a global scale. The aim of this work is to develop a Conductive Polymer Composite for energy harvesting and storage. The first part of this work was dedicated to the development of solar absorber. In fact, CPCs were prepared by melt processing where conductive fillers (graphite and/or carbon nanotubes) were dispersed in an insulate polymer matrix (PLA and PA12). Indeed, thermo-optical properties were measured and the durability of the CPC was checked by controlling the evolution of their mechanical properties during a weathering test. In a second step, CPC with good thermoelectric power were prepared using two routes: melt blending process and solution in-situ polymerization. Various formulations have been tried and some rather interesting results were obtained by recording encouraging values of figure of merit ZT

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Canet, Pierre. "Mise en évidence et analyse des phénomènes d'électroluminescence dans des matériaux polymères pour l'électrotechnique et l'électronique. Corrélation avec les mécanismes de conduction électrique". Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30137.

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Ce memoire traite des phenomenes d'electroluminescence dans des isolants polymeres de caracteristiques tres differentes: polyethylene et polypropylene utilises dans l'isolation haute-tension, couches minces hydrocarbonees dont les applications sont du domaine de la science des surfaces. Une methode d'analyse de l'electroluminescence des isolants haute-tension soumis a un champ electrique alternatif et uniforme a ete mise au point. Elle permet la discrimination des signaux parasites lies aux decharges electriques. Le seuil d'electroluminescence est de l'ordre de 0,2 mv/cm: il correspond a l'apparition d'une non-linearite dans les caracteristiques courant-tension de l'isolant. Les spectres d'emission obtenus ne sont pas identiques aux spectres de fluorescence induite par irradiation ultra-violette des materiaux. Des structures constituees d'un dielectrique polymere organique et d'electrodes metalliques epaisses (1000 a) emettent de la lumiere des que le courant de conduction atteint 10#-#7 a/cm#2. L'identification de l'origine de l'emission necessite l'etude des processus de transport electrique dans le film polymere. L'electroluminescence est un effet d'electrode qui fait intervenir la desexcitation radiative de plasmons de surface crees par l'impact des electrons chauds sur le metal porte au potentiel positif. On montre que le phenomene est controle par la nature, l'epaisseur et la rugosite de surface du metal qui constitue l'electrode positive

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Panwiriyarat, Wannarat. "Synthèse et étude des propriétés d'un polyuréthane biosourcé obtenu du caoutchouc naturel et du poly(ε-caprolactone)". Phd thesis, Université du Maine, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00795875.

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L'objectif de ce travail de thèse était la synthèse d'un nouveau matériau polyuréthane biorsourcé composé par du caoutchouc naturel modifié chimiquement et par du poly(ε-caprolactone), (PCL), en présence ou absence d'isocyanates. Des oligoisoprènes téléchéliques hydroxylés (HTNR) ont été obtenus après époxidation du caoutchouc naturel et réduction des oligomères carbonyles. Plusieurs paramètres ont été étudiés comme la nature et la quantité relative de diisocyanate, le rapport molaire entre diisocyanate et diol (NCO:OH), l'influence de la masse molaire des diols HTNR et PCL, le pourcentage de 1,4-butane diol (BDO, extenseur de chaîne), et le rapport molaire entre les diols HTNR:PCL. Trois types de diisocyanate ont été employés : isophorone diisocyanate (IPDI), toluène-2,4-diisocyanate (TDI) et hexaméthylène diisocyanate (HDI). Masses molaires différentes ont été utilisées pour les diols HTNR et PCL: 1700, 2800 et 2900 g/mol pour HTNR et 530 et 2000 g/mol pour PCL. Le rapport molaire entre NCO:OH était entre 0,75:1,00 - 2,85:1,00. Les PU ont été préparés par la méthode " one shot " et les structures chimiques des HTNR et PU ont été identifiées par 1H-NMR et FTIR. La résistance à la traction et à la rupture ont été étudiées. La caractérisation a été conduite par DSC, DMTA, ATG et spectroscopie Raman. Une étude préliminaire a montré que la masse molaire du PU augmentait avec le rapport NCO:OH et le temps de réaction, et que le chloroforme n'était pas un bon solvant pour obtenir des films. Le tetrahydrofurane était le solvant le plus approprié et il a été utilisé par la suite pour toutes les polymérisations. Le rapport NCO:OH = 1,25:1,00 s'est révélé optimal pour obtenir des films. L'analyse FTIR a permis de vérifier la présence de liaisons uréthane, de points de réticulation et de branchements. Le polyuréthane a montré des propriétés mécaniques excellentes dépendantes de la composition chimique. Si on exclue l'utilisation de PCL2000 et de HDI, le comportement à la traction était caractéristique des élastomères. Les PU étaient amorphes sauf lorsque le HDI a été employé. Duos ce cos été obtenais un PU semi cristallin. Cette cristallinité augmente le module de Young, la résistance à la rupture, la dureté et la stabilité thermique du PU. Pour ce PU ont observé une séparation de phase entre les segments du PCL et du HTNR. Les chaînes plus longues et plus flexibles du HTNR et leur non polarité sont responsables de la diminution des propriétés mécaniques et des températures de transition. Le materiae pane d'un comportement élastomère a un comportement plastique pour un rapport NCO:OH élevé (2,85 :1,00). Le dégréé de réticulation élevé a été retenu comme la cause pour laquelle il n'y avait pas de séparation de phase entre les segments souples et durs. La liaison hydrogène entre le diol PCL et le segment hard a généré des Tg élevées. Les spectres Raman ont montré la formation de la liaison uréthane du PU contenant différents diisocyanates. La synthèse de PU sans diisocyanate a été obtenue grâce à une réaction de polyaddition entre des carbonates cycliques téléchéliques dérivés du PCL et du caoutchouc naturel, et la 1,4-butylène diamine. Les structures contenant des carbonates cycliques ont été obtenues grâce à la modification des groupes OH sur le HTNR et le PCL à groupes carboxyle, utilisant l'anhydride succinique, et a la réaction successive avec le glycérol carbonate.

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Pranaitis, Mindaugas. "Etudes de transport de charges, piégeage et non linéarités optiques dans des polymères prometteurs pour des applications en optoélectronique". Phd thesis, Université d'Angers, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00993889.

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Les propriétés de transport dans le développement des dispositifs optoélectroniques et dans l'ingénierie des matériaux organiques sont d'une importance capitale. Les objectifs de cette thèse sont la caractérisation avancée des propriétés optiques et électriques dans les matériaux semi-conducteurs organiques mais également dans les complexes à base d'ADN dont l'architecture consiste à avoir un contrôle des propriétés moléculaires pour des applications optoélectroniques. Il a été démontré que les matériaux polymériques présentant une couche active avec une structure de type donneur/relais électronique/accepteur contenant des molécules polaires permettent d'obtenir une amélioration de l'efficacité quantique et une augmentation de la mobilité. En effet, l'impact des états de piégeage et de leur distribution énergétique et spatiale sur les propriétés de transport des charges dans les matériaux organiques ont été mis en évidence par diverses techniques expérimentales. En outre nous avons démontré que le piégeage des porteurs électroniques est effectivement impliqué dans le phénomène de transport de charge, en fonction de la longueur d'onde de la lumière d'excitation et du champ électrique appliqué. L'influence de l'architecture et de la fonctionnalisation des matériaux à base de complexes hybrides ADN-dye et ADN-silice sur les propriétés ONL et électriques des matériaux bio-organiques a été démontrée. De plus, de nouveaux matériaux hybrides ADN-surfactants cationiques avec une efficacité élevée des propriétés ONL du 3ième ordre ont été réalisés, ce qui a permis une augmentation du champ d'application des complexes ADN-surfactants dans divers solvants.

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Salvat, Stéphanie. "Propriétés électriques non linéaires de matériaux composites à matrices polymères chargées avec de l'Oxyde de Zinc". Bordeaux 1, 2002. http://www.theses.fr/2002BOR12587.

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Ce travail de thèse a consisté dans un premier temps à l'élaboration de matériaux composites à matrice polymères chargées avec du ZnO ainsi qu'à l'étude de leurs propriétés électriques. Puis nous avons tenté de mettre en évidence les principaux facteurs influents sur ces propriétés électriques. L'étape suivante, nous a amené à mieux comprendre les mécanismes de conduction au sein de ces matériaux à l'aide de deux théories : la théorie du milieu effectif et de la théorie de la percolation. Pour finir, nous avons mis au point un programme de simulation numérique en 3 dimension dans le but de reproduire le comportement électrique de ce type de composites.

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Lacroix, Renaud. "Modifications chimiques des noirs de carbone : Propriétes électriques et diélectriques des mélanges polymère-noirs modifiés". Mulhouse, 1992. http://www.theses.fr/1992MULH0259.

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Ce travail concerne la modification chimique d'une série de noirs de carbone par halogénation (bromation, chloration et fluoration), par oxydation et par greffage de chaînes alkyle. Certaines techniques d'analyse utilisées sont classiques (micro-analyse, analyse thermogravimétrique, spectroscopie infra-rouge, chromatographie inverse en phase gazeuse), d'autres font appel à des moyens plus récents (microscopie à effet tunnel) ou plus spécifiques (mesure des surfaces activées) et enfin à des applications inusuelles de certaines méthodes (RMN du solide). L'ensemble de ces techniques nous a permis d'estimer quantitativement l'importance des modifications et de caractériser les produits obtenus. Les noirs modifiés ont ensuite été dispersés dans une huile afin d'évaluer l'influence des transformations chimiques de surface sur les grandeurs diélectriques. Nous avons pu mettre en évidence que la permittivité demeurait insensible aux modifications et était en bon accord avec le modèle de Bruggeman. En revanche, les pertes diélectriques subissent de légères fluctuations. Toutefois, dans le but de réaliser des mélanges industriellement viables, il nous a paru plus important d'optimiser la qualité de la dispersion au sein d'un polymère judicieusement choisi

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Alibert, Adrien. "Optimisation de la rigidité et de la ténacité de systèmes polymères complexes à base d’amidon plastifié et de polyoléfines". Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10178.

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Des mélanges de polymères à base d’amidon ont été élaborés par extrusion avec pour objectif de concilier résistance au choc élevée (> 20 kJ/m²) et module d’Young relativement important (> 1000 MPa). Dans un premier temps, un élastomère, le polystyrène-b-poly(éthylène-co-butylène)-b-polystyrène (SEBS) a été associé à un polypropylène greffé amidon, l’augmentation du taux de SEBS dans le mélange permettant un accroissement important de la déformation à la rupture et de la résistance au choc (respectivement d’un facteur 7 et d’un facteur 2,5) au détriment du module d’Young (divisé par près de 2). Dans un deuxième temps, une structure co-continue entre un mélange amidon plastifié/SEBS greffé anhydride maléique (SEBSgMA) et du polypropylène (PP) a été recherchée en vue de stabiliser le mélange et favoriser la compatibilité entre les phases. Le mélange aux propriétés mécaniques optimisées, composé de 35% d’amidon plastifié, de 15% de SEBSgMA et de 50% de PP, présente un module d’Young et une résistance au choc inférieurs d’environ 33% au cahier des charges ciblé. Pour remédier à cette déficience et augmenter le pourcentage de biosourcé (amidon) dans le mélange final, des formulations à base d’amidon plastifié, de polyoléfines greffées et de SEBS ont enfin été mises au point. Le meilleur compromis a été identifié pour une formulation à base d’huile et de polyoléfine de type copolymère PE/PP greffé anhydride maléique, complétée par un polypropylène, le pourcentage de biosourcé atteignant in fine 50%
Starch-based polymer blends were melt-compounded by extrusion aiming at combining high impact strength (> 20 kJ/m²) and reasonably high Young modulus (> 1000 MPa). At first, an elastomer, a polystyrene-b-poly(ethylene-co-butylene)-b-polystyrene (SEBS), was associated with a starch-grafted polypropylene, the SEBS content increase in the mixture allowing a significant increase in elongation at break and impact strength (by a factor 7 and 2,5 respectively) at the expense of Young’s modulus (divided by 2). Then, a co-continuous structure between a plasticized starch/SEBS grafted with maleic anhydride (SEBSgMA) mixture and a polypropylene (PP) was developed to stabilize the blend and to promote the compatibility between the phases. The blend having optimized mechanical properties (values however still 33% lower than the targets) is made of 35% of plasticized starch, 15% of SEBSgMA and 50% of PP. Thereafter, in order to increase the biobased content and to improve mechanical properties, blends between plasticized starch, SEBS and polyolefins grafted maleic anhydride were developed. The best compromise was identified for an oil-based formulation including as polyolefin a copolymer PE/PP grafted with maleic anhydride, complemented by a polypropylene; in that case the biobased rate reaches 50%

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Guilland, Jean-François. "Etude d'un réacteur électrochimique à électrode poreuse percolée par un écoulement pulsé, appliquée à la polymérisation du dibenzo-18-couronne-6". Toulouse, INPT, 1994. http://www.theses.fr/1994INPT033G.

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Ce travail presente la synthese par voie electrochimique du poly(dibenzo-18-couronne-6) dans un reacteur a electrode poreuse percolee par un ecoulement pulse, avec comme objectif la preparation d'un polymere supporte ayant des proprietes complexantes. Apres une description du dispositif et du processus experimental, nous abordons la mise au point du reacteur avec des essais preliminaires utilisant des electrodes planes et une etude des differents parametres du reacteur equipe d'une electrode volumique operant en lit fixe. Puis le fonctionnement du reacteur avec une electrode poreuse percolee est examine et nous presentons une etude du transfert de matiere lorsque ce reacteur fonctionne en lit pulse. Les resultats obtenus nous ont permis d'etablir des correlations hydrodynamiques permettant de prevoir l'effet de la pulsation. Les caracteristiques et les proprietes d'un materiau sont generalement liees au procede de synthese. Aussi le depot de polymere a ete caracterise par differentes techniques et ses proprietes complexantes ont ete evaluees. Apres l'etude hydrodynamique du reacteur, une analyse cinetique nous a permis de determiner de facon globale les parametres cinetiques de la reaction. Le transfert de matiere dans le reacteur et la cinetique de polymerisation constituent une approche pour decrire le comportement du reacteur et du systeme reactif. Dans la derniere partie nous proposons une modelisation du fonctionnement du reacteur permettant de prevoir l'evolution de l'epaisseur du film de polymere depose sur les granules de carbone constituant l'anode avec l'avancement de la reaction

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Turbiez, Mathieu. "Nouveaux systèmes conjugués linéaires intégrant des motifs 3,4-éthylènedioxythiophènes (EDOT) : synthèse et étude des propriétés électroniques". Angers, 2003. http://www.theses.fr/2003ANGE0012.

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Ce travail porte sur l'élaboration et l'étude des propriétés de nouveaux systèmes conjugués linéaires (SCL) intégrant des motifs 3,4-éthylènedioxythiophènes (EDOT). La synthèse d'oligomères variant par la longueur ainsi que par le nombre et la position des motifs EDOTs qu'ils contiennent est décrite. L'analyse des propriétés optiques et électrochimiques montre clairement une influence marquée de l'EDOT sur la structure des oligomères. L'effet donneur du groupement éthylènedioxy augmente sensiblement le niveau de la HOMO et contribue à localiser les charges sur le motif EDOT. Une rigidification des molécules par des interactions intramoléculaires entre les atomes d'oxygène des groupements éthylènedioxy et de soufre d'un thiophène adjacent est observée. Une dernière partie propose deux alternatives à l'utilisation de l'EDOT, son analogue soufré l'EDST et le 3,6-diméthoxy-thiénothiophène, qui constituent des pistes intéressantes pour obtenir des polymères à faible gap plus solubles que le PEDOT
This work concerns the development and the study of the properties of new linear conjugated systems (LCS) built with 3,4-ethylenedioxythiophenes (EDOT) moieties. The synthesis of oligomers varying by their length, the number and the position of the EDOT units in the conjugated chain is described. The analysis of the optical and electrochemical properties clearly shows a marked influence of the EDOT unit on the structure of oligomers. The donor effect of the ethylenedioxy group increases the level of the HOMO and contributes to locate the positive charge on the EDOT moieties. A rigidification of the molecules, by intramolecular interactions between oxygen atoms of ethylenedioxy group and the sulphur atoms of an adjacent thiophene cycle, is observed. The last part proposes two alternatives for replacing the EDOT core, its sulphur analogue, EDST, and the3,6-dimethoxy-thienothiophene, which constitute interesting ways to obtain low gap polymers more soluble than the PEDOT

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El, Ourzaz Lahcen. "Mesures diélectriques et caractérisation de matériaux moléculaires". Lyon 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LYO10064.

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Les mesures dielectriques font souvent figure de parent pauvre dans les etudes fondamentales concernant les materiaux moleculaires. Cependant on montre, dans un premier chapitre, l'importance de ces mesures pour une interpretation au moins phenomenologiques de la reponse de ces materiaux a une excitation electrique. Dans un deuxieme chapitre, l'appareillage utilise est decrit. Le chapitre iii est l'un des plus importants de la these: il permet la comparaison des proprietes electriques du polyacetylene sous forme trans, la synthese ayant ete realisee soit par la methode de shirakawa, soit par la methode de durham. On a utilise tout d'abord la methode des thermocourants de depolarisation et discute a partir des resultats experimentaux obtenus l'allure de la distribution des temps de relaxation: on a utilise pour cela plusieurs modeles: modele de distribution de van turnhout, modele gaussien de namira, modele de cole et cole. La comparaison des deux derniers modeles permet de rendre compte des resultats experimentaux. Le quatrieme chapitre est consacre a une breve revue des proprietes essentielles des composants organiques, en particulier des phtalocyanines-phtalocyanines de metaux divalents, pczn, pcni, et bisphtalocyanines de terres rares, pc#2lu et pc#2tm. On insiste sur les proprietes remarquables de la bisphtalocyanine de lutetium. Les resultats experimentaux des mesures dielectriques sont donnes au cinquieme chapitre. On etudie les proprietes dielectriques de multicouches sio#2pc (dope ou non) au ou aluminium, puis sio#2pc#1pc#2au, le wafer de silicium servant de contre electrode. L'importance primordiale des etats interfaciaux pc/sio#2 ou pc/isolant est mise en evidence

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Droval, Guillaume. "Élaboration et caractérisation de composites polymères conducteurs électrique et thermique". Lorient, 2006. http://www.theses.fr/2006LORIS068.

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En vue d'une application dans le domaine du chauffage ohmique, l'objectif de ce travail est l'amélioration de la conductivité thermique de systèmes chauffants (à base de composites polymères conducteurs (CPC) diphasiques – mélange immiscible) sans altération significative de la conductivité électrique afin de diminuer le gradient de température au sein du matériau, ce qui, à terme, pourrait endommager le système. L'approche suivie a permis d'étudier et de contrôler de manière indépendante les propriétés thermo-physiques de chacune des phases : une phase conductrice électrique (une matrice de poly(éthylène) haute densité (PEhd) avec des charges de noirs de carbone (NC)) et une phase conductrice thermique (une matrice de poly(styrène) syndiotactique (PSs) avec différentes charges conductrices de la chaleur telles que des microparticules d'oxyde d'aluminium (Al2O3), de nitrure d'aluminium (AlN), de talc ou encore de nitrure de bore (BN)). L'originalité de cette étude réside dans la synergie de propriétés obtenue entre les deux phases thermique et électrique. Ces nouvelles formulations conservent une capacité d'auto-régulation (augmentation de la résistivité électrique avec la température (Coefficient de Température Positif – effet CTP) et permettent une dissipation thermique deux fois plus importante. Enfin, le comportement thermo-électrique en fonctionnement des CPC optimisés a été étudié par la confrontation de données expérimentales obtenues sur bancs d'essais et de modèles de simulations. Les résultats sont tout à fait satisfaisants pour envisager le développement de ces produits pour la conception d'éléments chauffants auto-régulés
Focusing on further application in the field of ohmic heating, the aim of this work is to improve the thermal conductivity of heating systems (based on biphasic conductive polymer composites (CPC) – immiscible blend) without significantly altering electrical properties to ensure that the temperature gradient within the material decreases since that could, in a long run, damage the system. The applied approach allowed to study and control in an independent way the thermo-physical properties of each phase: an electrically conductive phase (high density polyethylene (HDPE) matrix with carbon black (CB) fillers) and a thermally conductive phase (syndiotactic polystyrene (sPS) matrix filled with various thermal micro particles such as aluminium oxide (Al2O3), aluminium nitride (AlN), talc or even boron nitride (BN) among others). The novel feature obtained from this study is the synergy of the electrical and thermal properties of the two phases. These new formulas maintain a self regulating capability (increase of the electrical resistivity as the temperature rises (Positive Temperature Coefficient – PTC effect) and double the heat dissipation. Finally, the thermo-electrical behaviour of optimized CPC in working process has been studied through experimental data and simulation models on benchmarks of pilot tests. These results are fully satisfying in the purpose of developing and designing these materials as self regulating heating elements

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Renaut, Nicolas. "Amélioration des propriétés thermomécaniques et ignifuges du polypropylène : applications aux matériels électriques". Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10137.

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Notre étude traite des procédés d'amélioration des propriétés thermomécaniques et retard au feu (FR) de matériaux polypropylène (PP) utilisés dans la conception de boîtiers électriques. Le premier chapitre concerne l'amélioration des propriétés thermomécaniques via la formulation d'alliages de polymères. Le polycarbonate de bisphénol A (PC) est utilisé comme polymère modifiant dans la matrice PP. Pour améliorer la compatiblité du mélange PPIPC, deux agents compatibilisant sont testés mais les propriétés obtenues sont insuffisantes. L'amélioration de ces propriétés est obtenue par l'utilisation de renforts minéraux. Le second chapitre est consacré aux procédés d'ignifugation des matériaux PP renforcé par des charges minérales (mica, talc ou carbonate de calcium). Deux types d'additifs FR sont testés: un additif phosphoré (AFP: polyphosphate d'ammonium) entrant dans la composition de systèmes intumescents, et une série d'additifs bromés. Dans le cas des composites contenant du carbonate de calcium, des interactions entre l'APP et le renfort minéral sont mises en évidence et limitent le processus de développement de la structure thermiquement isolante (char). Les propriétés FR résultantes sont faibles alors que les matériaux composites contenant des dérivés bromés atteignent les performances recherchées. Néanmoins, ces dérivés bromés présentent des problèmes environnementaux. Par conséquent, le dernier chapitre traite des procédés d'ignifugation en surface des matériaux PP composites. Avant application d'une peinture protectrice, les matériaux sont traités par des plasmas de décharge radiofréquence générés à basse pression (O2, Ar, purs ou en mélange). Au travers d'une analyse globale de la topographie, de l'évolution de la composition chimique de surface et de la mouillabilité, nous proposons des mécanismes de réarrangements se produisant à la surface de la matrice PP. Nous montrons que ces mécanismes conditionnent les propriétés d'adhérence des matériaux traités et diffèrent pour chaque matériau en fonction de leur composition et de la nature des renforts
Our study deals with the processes used in order to improve the thermomechanical and fire retardant (FR) properties of polypropylene (PP) materials used in electrical equipments. The fIfst chapter concerns the improvement of the thermomechanical properties trough the development of polymer alloys. Bisphenol A polycarbonate (PC) is used as modifying polymer in the PP matrix. To improve the compatibilization of the polymer blends, two compatibilizing agents (AC) have been evaluated but the obtained properties are not sufficient and thus improvement of the properties was thus achieved using inorganic fillers. The second chapter is about the processes for imparting flame retardancy to PP materials reinforced by mineraI fillers (mica, talc or calcium carbonate). Two types of FR additives are tested: a phosphorous compound (APP: ammonium polyphosphate) used in intumescent systems and various brominated compounds. ln the case of the composite materials containing calcium carbonate, interactions between APP and fillers are evidenced and restrict the development of the protective thermally insulating structure (char) resulting in low FR properties whereas formulations with brominated compound present acceptable properties. However Br compounds present sorne environmental concerns. As a consequence, the last chapter deals with the processes that allow imparting flame retardancy to the PP composites surface. Before applying a FR protective paint, the materials are treated by low pressure radiofrequency cold plasma (O2, Ar, pure or mixture of them). By means of a global analysis of the topography, the surface chemical composition evolution and wettability, we propose sorne rearrangement mechanisms occurring at the PP matrix surface. We demonstrate that these mechanisms influence the adhesive properties of the treated materials and differ for each material as a function of the composition and nature of the fillers

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Capsal, Jean-Fabien. "Elaboration et analyse des propriétés physiques de nanocomposites hybrides ferroélectriques". Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/835/.

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L'objectif de ce travail de thèse est de réaliser une étude comparative de nanocomposites hybrides ferroélectriques. Deux matrices thermoplastiques ont été utilisées : le polyamide 11 et le poly(vinylidène fluoride trifluoroéthylène) 70-30. Les nano-objets introduits sont des nanoparticules de titanate de baryum (BaTiO3). Nous nous intéresserons tout particulièrement à l'influence des nanoparticules sur les propriétés physiques des composites en fonction de la taille des inclusions et de leurs fractions volumiques. L'évolution des propriétés pyroélectrique et piézoélectrique des nanocomposites en fonction du caractère électroactif ou non de la matrice est discutée. Dans le premier chapitre de ce mémoire, des éléments de rappel sur la ferroélectricité des polymères et des céramiques ainsi que sur la notion de connectivité des phases dans un composite sont présentés. Les composites étudiés sont de connectivité 0-3 ; une attention particulière est portée aux modèles phénoménologiques permettant de décrire les propriétés physiques de ces matériaux. Le deuxième chapitre est consacré à la présentation des techniques expérimentales utilisées ainsi qu'à la description du protocole d'élaboration des nanocomposites. La stabilité chimique et la structure physique des matériaux constitutifs des composites ont été analysées par Analyse Thermogravimétrique (ATG) et Analyse Calorimétrique Diatherme (ACD). Les propriétés mécaniques statique et dynamique de la matrice polyamide ont été suivies par des essais en traction et en cisaillement dynamique. Les propriétés diélectriques des matrices ont été caractérisées par Analyse des Courants Thermo Stimulés (CTS) et Spectrométrie diélectrique dynamique (SDD). L'influence de la fraction volumique phi de BaTiO3 700 nm sur les propriétés des composites est présentée dans le chapitre 3. Cette étude est réalisée avec les deux matrices. D'un point de vue mécanique, l'introduction de ces nanocéramiques a pour conséquence une forte augmentation du module G' ainsi que de G''. Lorsque la fraction volumique devient trop importante l'évolution d'un comportement ductile vers fragile est constatée. Les nanoparticules de BaTiO3 influencent peu la mobilité moléculaire de la phase amorphe. La diminution du saut delta Cp mesuré par ACD et la diminution de l'amplitude du mode associé à la manifestation diélectrique de la transition vitreuse mis en évidence par CTS indiquent une interaction à l'interface polymère/nanoparticules. L'introduction de BaTiO3 700 nm augmente la partie réelle et imaginaire de la permittivité diélectrique. L'évolution de epsilon' avec phi suit le modèle de Bruggeman jusqu'à phi = 45%. Au-delà de cette fraction volumique, la densification importante et les phénomènes d'agrégation modifient la connectivité des composites. .
The piezoelectric activity of a hybrid ferroelectric nanocomposite, i. E. Polyamide 11/ Barium Titanate (BT), has been investigated for different loadings of BT particles. The BT volume fraction (phi) was ranging from 0. 024 to 0. 4 with a particle size of 50 nm, 100 nm, 300 nm and 700 nm. The influence of polarization mode on the piezoelectric behaviour has been studied. The magnitude of the poling field used in this study is in the same order of magnitude of the one used for bulk BT i. E. Significantly lower than for piezoelectric polymers. The optimum piezoelectric coefficient is reached when the amorphous phase of the polymeric matrix is in the liquid state i. E. ; for a polarization temperature higher than the glass transition and for time constant allowing macromolecular mobility. The composite piezoelectric activity decreases for particles size lower than 300 nm due to the loss of the tetragonal phase. The nanotexture of these particles has been investigated by TEM and HRTEM. A core shell structure has been observed. An increase of the longitudinal piezoelectric strain coefficient d33 with the raising of BT volume fraction was shown. Contrary to inorganic piezoelectric ceramics, the dielectric permittivity of hybrid composites remains moderate although the piezoelectric voltage coefficient of composites is bigger than ceramics

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Massengo, Joe͏̈l. "Effets des rayonnements [gamma] sur les propriétés de transport électrique dans les polymères électroactifs implantés". Limoges, 1998. http://www.theses.fr/1998LIMO0026.

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Les polymeres electroactifs peuvent devenir conducteurs ou semi-conducteurs par implantation ionique. Les proprietes electriques des materiaux semi-conducteurs ainsi obtenus sont toutefois dependantes des defauts induits par ce procede. Au cours de cette etude nous avons observe l'evolution de la conductivite et du pouvoir thermoelectriques d'echantillons de polyparaphenylene dopes n par implantation d'ions alcalins de faible energie (e = 30 kev) avant et apres irradiation avec des photons du cobalt 60. L'utilisation des fortes doses d'irradiation (de 6 a 100 kgy) ne modifie pas la conductivite des echantillons de maniere significative. Les spectres des echantillons dans l'infrarouge montrent que l'irradiation provoque une rupture des liaisons c-h. L'hydrogene est exodiffuse dans le cas d'echantillons non prealablement implantes alors que la couche implantee semble creer une barriere de diffusion pour cet hydrogene dans le cas d'echantillons prealablement dopes. L'emploi de faibles doses d'irradiation (inferieures au kgy) permet d'augmenter la conductivite des echantillons pour une dose optimale d'autant plus forte que les parametres d'implantation (fluence en ions et masse de l'ion) sont importants. Cette augmentation de la conductivite, non associee a une decroissance de l'amplitude du pouvoir thermoelectrique, peut etre expliquee dans le cas d'un semi-conducteur non degenere (cas des echantillons implantes avec des ions sodium a faible fluence) par une augmentation de la mobilite des porteurs apres irradiation. Dans ce cas l'effet de l'irradiation se traduit par une guerison des defauts engendres par l'implantation ionique.

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Périé, Thomas. "Dispersion de nanotubes de carbone dans les polymères : de la nanostructuration aux composites hautes performances". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00634552.

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Nous avons synthétisé des composites nanostructurés de nanotubes de carbone (CNT) par deux approches différentes. La première approche se base sur la dispersion dans une matrice d'intérêt d'un masterbatch de polymère fortement chargé en CNT optimisé pour d'une part aider à la dispersion des CNT et d'autre part pour induire une nanostructuration de la matrice. Un masterbatch de poly(styrene-b-butadiene-b-methyl methacrylate) et de CNT re-dispersé dans une matrice de polymère fluoré a permis d'obtenir des composites chargés et néanmoins ductiles. Nous avons aussi utilisé un masterbatch réactif à base de polyamide-6 (PA6). La morphologie co-continue réalisée après ajout de polyéthylène maléisé (PE*) permet d'obtenir des composites cumulant : rigidité, ductilité, résistance aux solvants et conductivité. Dans la deuxième partie de ce mémoire, nous avons démontré une interaction spécifique entre la phase PA6 et les CNT de composites à matrice PE*/PA6 nanostructurée. Le PA6 s'adsorbe sur les CNT ce qui conduit (au dessus d'un seuil de percolation) à des composites possédant comme microstructure un réseau de nanotubes consolidé à ses jonctions par du PA6. Ce réseau " brasé " permet d'obtenir des composites avec des propriétés uniques de tenue haute température. De manière surprenante, nous avons démontré qu'après extraction de la matrice PE* le réseau de nanotubes consolidé se comporte comme un gel. Ces gels originaux peuvent être gonflés par différents solvants de manière parfaitement réversible et possèdent des propriétés électriques dépendantes de leurs taux de gonflement.

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Toumi, Jihene. "Développement de systèmes polymères fonctionnels et caractérisation de leur résistivité électrique". Master's thesis, Université Laval, 2014. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25504.

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De nos jours, l’utilisation des composites polymères fonctionnels s’accentue avec la progression de la recherche dans ce domaine. Les objectifs du projet de maîtrise se penchent sur deux problématiques qui touchent la détermination et l’amélioration de la résistivité électrique des mélanges polymériques. La première partie est axée sur les fonctionnalités de la fluorescence dans le domaine des polymères. Le noir de carbone provoque la diminution de l’intensité de fluorescence de l’anthracène jusqu’à l’éteindre complètement; pour un pourcentage aux alentours de 1% dans les films de polypropylène et jusqu’à 4x10-3 mol\L en solution de chloroforme. La deuxième partie a pour objectif d’améliorer la moulabilité des plaques bipolaireset et d’étudier l’effet de l’élastomère sur la résistivité électrique du mélange polyfluorure de vinylidène/polyéthylène téréphtalate/ noir de carbone /graphite. La résistivité électrique diminue en augmentant la concentration de noir de carbone et en ajoutant 5% à 7,5% de d’élastomère.
Nowadays, the use of composites increases with the progress of research. From this context, this work has been prepared for the master project. The project objectives are addressing two issues that affect the determination and the improvement of the electrical resistivity of polymer blends. The first part focuses on the features of the fluorescence in the field of polymers. The carbon black is acting as quencher; it causes the decrease of the fluorescence intensity of the anthracene to turn it off completely for a percentage of 1% in the films and 4x10-3 mol/L of chloroform solution. The second part studies the effect of a thermoplastic elastomer, on the electrical resistivity of the composite polyvinylidene fluoride /polyethylene terephthalate/ carbon black/graphite. It was observed that the electrical resistivity of the blends decreases with increasing carbon black concentration and the addition of 5% and 7.5% of the elastomer.

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Qaiss, Abouelkacem. "Mise en oeuvre des films polymères cellulaires piézoélectriques". Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/27613/27613.pdf.

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Baziard, Yves. "Synthèse sous micro-ondes et caractérisation physico-chimique de matériaux composites à matrice polymère thermodurcissable et à renfort métallique finement divisé". Toulouse, INPT, 1986. http://www.theses.fr/1986INPT002G.

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Synthese a 2,45 ghz de resines de type dgeba renforcees de poudre d'aluminium et de cuivre; lors du traitement electromagnetique, les reactions de reticulation de la resine avec un durcissement anime activees thermiquement sont suivies en mesurant, en fonction du temps, les variations de la temperature des echantillons et des pertes dielectriques et de conduction a l'origine de l'echauffement de ces materiaux; evolution analogue du module d'elasticite et la constante dielectrique en fonction de la concentration en poudre metallique

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Mary-Tomic, Dominique. "Mise en évidence et étude de la luminescence des polymères isolants sous champ électrique ou en interaction avec un plasma froid : application au diagnostic". Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30241.

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L'etude porte sur les phenomenes de luminescence des polymeres isolants utilises en genie electrique lorsqu'ils sont soumis a un champ electrique ou apres interaction avec un plasma froid. Les polymeres concernes sont le polyethylene, le polypropylene, l'hexatriacontane, le polyethylene terephthalate, le polyethylene 2-6 naphtalene et un polyimide. L'objectif est la comprehension des transformations irreversibles des proprietes de ces materiaux induites par un champ eleve ou par des especes actives du plasma. Les mecanismes a l'origine de la luminescence dans les polymeres sont rappeles. Une analyse bibliographique situe le travail effectue dans son environnement scientifique. Les caracteristiques des polymeres et le dispositif experimental sont decrits. Les resultats concernant l'electroluminescence sont presentes et discutes. En ce qui concerne les mecanismes d'excitation, deux processus differents ont ete mis en evidence: les etats excites sont crees soit par recombinaison de charges, soit par impact de porteurs chauds. La nature des centres luminescents est discutee par comparaison des spectres d'emission et des spectres de photoluminescence. Les resultats de la luminescence induite par un plasma froid sont ensuite presentes. L'analyse spectrale de l'emission en cours de traitement et decharge eteinte est realisee. On etudie de meme l'evolution temporelle de la luminescence de surface apres traitement et en fonction de la temperature (thermoluminescence). Il est enfin montre que l'electroluminescence est un outil diagnostic du vieillissement des polyolefines permettant de distinguer des populations d'echantillons vieillies et non vieillies, d'une maniere sensible

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Ropa, Patrick. "Contribution à l'amélioration des techniques de caractérisation diélectrique de films minces". Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20189.

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La comprehension des phenomenes physiques lies au comportement dielectrique des materiaux ne peut etre, a l'heure actuelle, envisagee sans l'utilisation de methodes de caracterisation. Ce travail de these porte sur l'amelioration de deux d'entre elles : la technique des courants de decharge thermostimules et la methode de l'onde thermique. Dans le premier cas, une preparation originale des echantillons est a l'origine d'une etude sur des echantillons de polyethylene terephtalate. Dans le cas de la deuxieme, un ensemble de processus mathematiques en vue de la determination du champ electrique residuel est donne. Ces differentes procedures reposent sur des constats physiques lies a la mesure. L'adequation entre cette nouvelle option de traitement et un banc de mesure specifique au probleme des films minces est precisee. Ceci ne represente toutefois pas une solution miracle. Sa seule pretention repose sur son adaptation a tout type de stimuli thermiques et a la diminution des risques d'erreurs qui entacheront les resultats.

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Renaut, Nicolas. "Amélioration des propriétés thermomécaniques et ignifuges du polypropylène : applications aux matériels électriques". Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10137/document.

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Notre étude traite des procédés d'amélioration des propriétés thermomécaniques et retard au feu (FR) de matériaux polypropylène (PP) utilisés dans la conception de boîtiers électriques. Le premier chapitre concerne l'amélioration des propriétés thermomécaniques via la formulation d'alliages de polymères. Le polycarbonate de bisphénol A (PC) est utilisé comme polymère modifiant dans la matrice PP. Pour améliorer la compatiblité du mélange PPIPC, deux agents compatibilisant sont testés mais les propriétés obtenues sont insuffisantes. L'amélioration de ces propriétés est obtenue par l'utilisation de renforts minéraux. Le second chapitre est consacré aux procédés d'ignifugation des matériaux PP renforcé par des charges minérales (mica, talc ou carbonate de calcium). Deux types d'additifs FR sont testés: un additif phosphoré (AFP: polyphosphate d'ammonium) entrant dans la composition de systèmes intumescents, et une série d'additifs bromés. Dans le cas des composites contenant du carbonate de calcium, des interactions entre l'APP et le renfort minéral sont mises en évidence et limitent le processus de développement de la structure thermiquement isolante (char). Les propriétés FR résultantes sont faibles alors que les matériaux composites contenant des dérivés bromés atteignent les performances recherchées. Néanmoins, ces dérivés bromés présentent des problèmes environnementaux. Par conséquent, le dernier chapitre traite des procédés d'ignifugation en surface des matériaux PP composites. Avant application d'une peinture protectrice, les matériaux sont traités par des plasmas de décharge radiofréquence générés à basse pression (O2, Ar, purs ou en mélange). Au travers d'une analyse globale de la topographie, de l'évolution de la composition chimique de surface et de la mouillabilité, nous proposons des mécanismes de réarrangements se produisant à la surface de la matrice PP. Nous montrons que ces mécanismes conditionnent les propriétés d'adhérence des matériaux traités et diffèrent pour chaque matériau en fonction de leur composition et de la nature des renforts
Our study deals with the processes used in order to improve the thermomechanical and fire retardant (FR) properties of polypropylene (PP) materials used in electrical equipments. The fIfst chapter concerns the improvement of the thermomechanical properties trough the development of polymer alloys. Bisphenol A polycarbonate (PC) is used as modifying polymer in the PP matrix. To improve the compatibilization of the polymer blends, two compatibilizing agents (AC) have been evaluated but the obtained properties are not sufficient and thus improvement of the properties was thus achieved using inorganic fillers. The second chapter is about the processes for imparting flame retardancy to PP materials reinforced by mineraI fillers (mica, talc or calcium carbonate). Two types of FR additives are tested: a phosphorous compound (APP: ammonium polyphosphate) used in intumescent systems and various brominated compounds. ln the case of the composite materials containing calcium carbonate, interactions between APP and fillers are evidenced and restrict the development of the protective thermally insulating structure (char) resulting in low FR properties whereas formulations with brominated compound present acceptable properties. However Br compounds present sorne environmental concerns. As a consequence, the last chapter deals with the processes that allow imparting flame retardancy to the PP composites surface. Before applying a FR protective paint, the materials are treated by low pressure radiofrequency cold plasma (O2, Ar, pure or mixture of them). By means of a global analysis of the topography, the surface chemical composition evolution and wettability, we propose sorne rearrangement mechanisms occurring at the PP matrix surface. We demonstrate that these mechanisms influence the adhesive properties of the treated materials and differ for each material as a function of the composition and nature of the fillers

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Akinnifesi, Josiah. "Synthèse par décharge luminescente radio-fréquence de matériaux composites métal-polymère. Etude des propriétés de transport électrique et diélectrique". Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30149.

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Ce travail porte sur la synthese et la caracterisation des materiaux composites metal-polymeres obtenus par decharge luminescente radio-frequence. La premiere partie est axee sur les notions generales de decharge et de plasma qui controlent les processus physiques lies a l'interaction electron-gaz. La technique de depot combine la pulverisation d'une cathode metallique et la dissociation et polymerisation du propane dans un melange propane-argon. La correlation du rapport des raies d'emission optique de carbone et du metal avec la composition des films facilite l'obtention des compositions souhaitees. Les analyses ir, raman et esca/xps mettent en evidence dans les couches la nature des liaisons chimiques et la presence de structure graphitique qui s'accroit a mesure que la fraction volumique d'or augmente. L'analyse thermogravimetrique montre une stabilite thermique de la matrice jusqu'a 200c. Les caracteristiques courant-tension en continue montrent un phenomene de piegeage correspondant a la conduction d'un courant limite par charge d'espace. Les proprietes dielectriques en alternatif dans la gamme de frequence 10#-#3 10#6 hz pour differentes fractions volumiques de metal montrent une evolution du regime resistif domine par la conductivite a basse frequence au regime capacitif domine par la polarisation, avec une zone de transition entre 10#2 et 10#4 hz. Les variations brutales des proprietes dielectriques pour des fractions volumiques d'or superieures a 0,04 semblent etre liees a l'apparition de graphite. Des pics de relaxation apparaissent entre 10#2 et 10#4 hz et semblent correspondre au temps de formation de la charge d'espace

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Pacaud, Rémi. "Étude et modélisation numérique de l’effet des radiations spatiales sur l’évolution des propriétés physiques et électriques des matériaux embarqués". Thesis, Toulouse, ISAE, 2018. http://www.theses.fr/2018ESAE0039/document.

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Ma thèse consiste à établir un modèle numérique 1D qui permettra d'approfondir nos connaissances dans la compréhension des mécanismes physiques régissant le transport de charges dans les matériaux diélectriques comme le Kapton ou le Téflon soumis à des irradiations hauts-flux/hautes-énergies. Ce modèle est implémenté sous l'environnement Eclipse. Ensuite, les résultats numériques seront comparés aux résultats expérimentaux pour contrôler le bon fonctionnement du code une dimension (1D). A plus ou moins long terme, cette thèse permettra de déboucher sur une bonne compréhension du transport de charges dans les polymères embarqués en environnement spatial, ce qui permettra de comprendre l'origine des décharges électriques qui se produisent sur les panneaux solaires des satellites utilisés en orbite géostationnaire
I have to establish a 1D numerical model that enables to better understand the physical mechanisms that steer charge transport in dielectric materials such as Kapton or Teflon under high fluxes and high energy electron beams. This model is implemented in Java under the Eclipse environment. Then, numerical results will be compared to experimental results in order to verify whether the 1D model is functional or not. In the near future, this phd will allow to better understand charge transport in satellite embedded polymers. We will then be able to understand the origin of electric discharges that occur on satellite solar panels used in geostationary orbit

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Dellière, Pierre. "Résines furaniques modulables et durables". Electronic Thesis or Diss., Université Côte d'Azur, 2023. http://www.theses.fr/2023COAZ4106.

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Cette thèse de doctorat s'est déroulée dans le cadre du projet ANR FUTURES (Furanic TUnable REsins for Sustainable materials, i.e., Résines furaniques modulables et durables). L'alcool polyfurfurylique est un polymère thermodurcissable biosourcé qui possède d'excellentes propriétés chimiques et thermiques malgré un comportement cassant. L'objectif de ce projet est d'ouvrir la voie à de nouvelles applications pour l'alcool polyfurfurylique en exploitant les réactions secondaires qui ont lieu lors de la polymérisation. Cela permettra d'apporter de nouvelles fonctionnalités au matériau réticulé et de jouer sur la fragilité du matériau.Premièrement, les groupements carbonyls résultants de l'ouverture du cycle furanique lors de la polymérisation de l'alcool polyfurfurylique ont été quantifiés par potentiométrie et RMN quantitative. Les facteurs influençant le taux de carbonyls dans le polymère ont été évalués et la présence additionnelle d'eau au cours de la polymérisation s'est révélé être un facteur capital. Ensuite, l'environnement chimique des carbonyls a été apprécié par l'utilisation de RMN bidimensionnelle et un nouveau phénomène de réticulation de surface a été identifié et expliqué. L'impact de cette réticulation de surface sur les propriétés finales du matériau a été également mis en avant. Enfin, la présence de carbonyls résultant de l'ouverture de cycle a été exploitée pour fonctionnaliser le polymère post-réticulation. En utilisant des amines flexibles, le matériau passe progressivement d'un comportement cassant à un comportement plus ductile, permettant ainsi d'entrevoir de nouvelles applications. Les facteurs gouvernant les propriétés des matériaux fonctionnalisés par les amines ont également été étudiés
This doctoral project was conducted within the ANR FUTURES (FUranic TUnable REsins for Sustainable materials) project.Poly(furfuryl alcohol) is a bio-based thermoset with excellent chemical and thermal properties. Yet, it may mechanically behave in a brittle manner. The aim of the project was to pave the way for new applications of poly(furfuryl alcohol) by exploiting side reactions occurring during polymerization. This leads to additional functionalities that could be exploited to, among others, reduce the brittleness of the material.First, the reactive carbonyl resulting from the furan ring opening side reaction were quantified by potentiometry and quantitative NMR. The key factors that were influencing the carbonyl content were assessed and water proved to be the main one. The chemical nature of the carbonyls was thoroughly investigated by 2D NMR and a new surface crosslinking phenomenon was identified and explained. The impact of this surface crosslinking on the materials' properties was evaluated. Finally, the presence of carbonyls due to the ring-opening side reaction was exploited to functionalize the polymer. The use of large flexible amines allowed to shift the materials properties from brittle to ductile therefore paving to way to new applications for poly(furfuryl alcohol). Finally, factors governing the properties of the amine-functionalized materials were studied

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Messaoudi, Rabah. "Paramètres influençant l'efficacité de la décharge du type couronne dans le traitement de surface des polymères. Rôle de l'humidité". Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30195.

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La presente etude concerne l'interaction d'un film de polypropylene avec les decharges electriques a la pression atmospherique. Une attention particuliere est portee a l'etude du comportement de la decharge couronne generee dans l'air en presence d'humidite dans un systeme pointe-plan. Ainsi, il a ete montre qu'a distance courte (1,5 mm) en presence d'un dielectrique de faible resistivite superficielle sur l'electrode plane, la vapeur d'eau favorise l'apparition des impulsions du type breakdown streamer. En revanche, a distance longue (6 mm), quelle que soit la nature du dielectrique, l'humidite defavorise l'apparition de ce regime de decharge. Ce dernier depend de la valeur du champ electrique qui contribue, dans la zone ou il est intense, a la disparition des agregats qui appauvrissent la decharge en electrons. Le spectre d'emission de la decharge a montre, quel que soit le taux d'humidite, que plus le nombre d'impulsions du type breakdown streamer augmente plus l'emission lumineuse est intense. La mesure des courants volumiques de fuite, sur des films traites a distance longue en presence d'humidite, fait apparaitre des valeurs plus faibles qu'en atmosphere seche. Resultat en bonne concordance avec les caracteristiques du plasma. Il a ete aussi defini des conditions de decharges qui conduisent a une amelioration de l'adherence, jugee par l'angle de contact, et a un maintien des proprietes dielectriques puisque l'accroissement des pertes dielectriques et du courant de fuite demeure faible. Par ailleurs, une premiere approche est consacree a un procede recemment developpe et mettant en uvre une decharge luminescente dans l'helium a la pression atmospherique. Les resultats de la premiere comparaison des effets de cette decharge et d'une decharge couronne, ont montre a travers les mesures d'angle de contact et de courant volumique de fuite que le traitement par decharge luminescente est beaucoup plus efficace et homogene que celui par decharge couronne

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Liu, Qin. "Amélioration des propriétés de conversion électromécanique dans les polymères électrostrictifs". Thesis, Lyon, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAL0022.

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La thèse est consacrée aux matériaux électro-actifs, qui sont développés et conçus pour faire de la conversion entre énergie électrique et énergie mécanique. Avec les nouvelles technologies émergentes de transduction électromécanique, les polymères électro-actifs (EAP) ont gagné une attention considérable. Ils présentent de grandes déformations quand ils sont soumis à un champ électrique. Cependant, ces matériaux présentent de faibles permittivités et exigent pour fonctionner l’application de forts champs électriques. Les recherches entreprises dans la thèse traitent de différentes méthodes ayant pour but d'augmenter la permittivité des polymères et par conséquent d’améliorer les propriétés électromécaniques sous des champs électriques modérés. Les différentes approches consistent à la mise au point de nouveaux matériaux, par la méthode de mélange de polymères ou en utilisant un nouveau type de polymère, et par l'incorporation de nano-charges spéciales dans la matrice polymère. Un mélange de polyuréthane (PU) et PEMG obtenu à partir d'un procédé en solution conduit à des valeurs plus basses de module de Young, mais aussi à de plus faibles permittivités diélectriques. Il est cependant mis en évidence une amélioration des propriétés électromécaniques, par exemple, à le gain à des champs électriques modérés est d’un facteur 2, avec seulement 9% en poids de PEMG. Deux types de Pebax sont testés comme matrice polymère. Des valeurs très élevées de permittivités sont obtenus plus particulièrement pour le Pebax1657 mais liés pour ce matériau à des valeurs élevées de conductivité. En dépit de ces permittivités élevées, seule une légère amélioration de la conversion électromécanique est observée par rapport au polyurethane. Nous nous sommes également intéressés aux nanocomposites de polyuréthane basés sur desnanoparticules d'argent recouvertes de polymère polyvinylpyrrolidone (PVP). Un fin revêtement de polymère sur les nanoparticules d'argent conduit à une meilleure dispersion des charges dans les films de polyuréthane, et des valeurs plus élevées de permittivité. Différentes quantités d'Ag-PVP sont testées jusqu'au seuil de percolation proche de 45% en poids de charges. À partir des mesures par interférométrie laser et du nouveau dispositif de caractérisation croisée, les propriétés électromécaniques optimales sont obtenues pour 20% en poids de Ag-PVP, avecun gain de 2 à 6 par rapport au polyuréthane pur. Afin d'expliquer la différence entre les résultats expérimentaux et attendus, et par conséquent pour parvenir à une meilleure compréhension du comportement électromécanique de ces différents matériaux, certaines hypothèses ont été discutées et testées. Nous avons montré notamment une baisse des permittivités diélectriques sous champs électriques pour les Pebax et les nanocomposites, des problèmes d'absorption d'eau pour les Pebax et une diminution de cristallinité dans le cas des nanocomposites PU-Ag
The thesis is devoted to electroactive materials, which are developed and designed to make conversion between the electricity and the mechanical form. With newer emerging electromechanical transduction technologies, electroactive polymers (EAP) have gained a considerable attention. The polymers are competitive in many applications such as actuators, sensors, robotic system and biological mimics since they are cheap, light, easy to process, and they present large electric field-induced strains. However, these materials suffer from the low permittivity and high voltage requirement to drive the actuations. The research undertaken for the thesis intends then to provide different methods in order to enhance the polymer permittivity and consequently the electromechanical activities at moderate electric fields. The different approaches consist on the development of new materials by polymer blend method or by using new kind of polymer, and on the incorporation of special nano-fillers in the polymer matrix. A blend of polyurethane (PU) and poly [ethylene-co-(methyl acrylate)-co-(glycidyl methacrylate) (PEMG) obtained from a simple solution method leads to lower values of Young modulus but also lower dielectric permittivities. The PU-PEMG blend presents however an improvement of the electromechanical capabilities, for example it is obtained a two fold increase of the strain at moderate fields with only 9%wt of PEMG.Two types of Polyetherblockamide (Pebax) are tested as polymer matrix. Very high values of permittivities are obtained particulary for Pebax1657 but accompanied for this material by high values of conductivity. Despite these high permittivities (more than 200000 for Pebax 1657 and 500 for Pebax 2533 at 0.1 Hz), only a moderate improvement of the electromechanical capability is observed compared to PU. We are also intererested on polyurethane nanocomposites based on silver nanoparticles coverered by PolyVinylPyrrolidone (PVP) polymer. A little polymer coating of the nanosilver leads to a better dispersion into the polyurethane films and higher values of permittivity. Different amounts of Ag-PVP are tested up to the percolation threshold close to 45%wt of fillers. Based on laser interferometer measurements and new cross characterization device, the optimal electromechanical properties are obtained for 20 %wt of Ag-PVP and a gain of 2 to 6 is obtained compared to pure polyurethane. In order to explain the difference between experimental and expected results and consequently to achieve a better understanding of the electromechanical behaviour of these different materials, some hypotheses were discussed and tested. We have shown particularly a drop of dielectric permittivities under electric fields for Pebax and nanocomposites, some problems of water absorption for Pebax and a decrease of crystallinity for the PU-Ag nanocomposites

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Rozprawy doktorskie na temat „Polymères biosourcés – Propriétés électriques”

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