Étude multi-échelle des propriétés mécaniques et de la mobilité moléculaire d’un réseau époxy-amine nanostructuré via des liquides ioniques
Résumé
Si les mécanismes de déformation des polymères à l'état caoutchoutique ont fait l'objet de nombreuses études dans la littérature, les mécanismes de déformation des polymères à l'état vitreux sont beaucoup moins étudiés [1-3]. Pourtant, ces études s'accordent sur le fait que l’origine des mécanismes de déformation se situe au niveau d’hétérogénéités à l’échelle de quelques nanomètres (≈ 1 à 10 nm). Ces hétérogénéités sont naturellement présentes dans les réseaux de polymères vitreux, mais difficiles à observer. Le but de nos travaux est de mieux comprendre l'impact de mécanismes à l’échelle nanométrique sur le comportement aux petites et grandes déformations ainsi qu’à la rupture d'un réseau vitreux. Afin étudier l'impact de la nanostructuration d’un réseau 3D, un liquide ionique a été introduit dans un système époxy-amine choisi comme référence. Selon la nature chimique de ce liquide ionique, celui-ci peut être miscible ou aboutir à une séparation de phases [4-5]. Le liquide ionique de cette étude a été choisi afin de ne pas initier l'homopolymérisation des prépolymères époxy et ne pas modifier la structure chimique du réseau initial (densité des nœuds de réticulations entre autres). La spectroscopie diélectrique ainsi que l’analyse mécanique différentielles sont deux outils permettant d’étudier la mobilité moléculaire des différents réseaux. Les mesures par spectroscopie diélectrique dynamique à différentes températures ont permis d’obtenir une cartographie 3D des relaxations secondaires et principale. En établissant des relations entre structure/morphologie/propriétés, l'objectif final est de mieux comprendre comment les mécanismes de déformation s’expriment à différentes échelles.