Soutenance de thèse : Houssém CHABANE

Introduction of metal-oxo nanostructures associated with ionic liquids for the design of multi-functional polymer materials

Doctorant : Houssém CHABANE

Laboratoire INSA : IMP

Ecole doctorale : ED34 : Matériaux de Lyon

Au cours de ces dernières années des avancées importantes dans la synthèse, la caractérisation et l’association avec différents polymères, thermoplastiques ou systèmes réactifs (thermodurcissables) de liquides ioniques de nature variée (ammonium, imidazolium ou phosphonium) ouvrent de nouvelles perspectives dans le domaine des matériaux polymères, en particulier dans celui des réseaux époxyde. En effet, il a été démontré que les liquides ioniques (LI) pouvaient apporter beaucoup aux polymères en se comportant en tant qu’agents nanostructurants, agents interfaciaux de nanocharges (échanges ioniques avec les silicates lamellaires ou greffés sur des nanocharges de silice) ou encore en tant que co-monomères intervenant sur les mécanismes de polymérisation. Des comportements physiques améliores (mécanique, de surface, de tenue thermique, etc.) peuvent être ainsi obtenus par des approches conventionnelles. Par ailleurs, au cours de nombreuses études, il a été aussi démontré que des objets organiques-inorganiques (O/I) comme des clusters de type métal-oxo ou POSS® (PolyOligomericSilSexqioxanes) pouvaient être incorporés dans des polymères, en particulier des réseaux de type polyépoxy ou méthacrylates, comme co-monomère et/ou pour leur auto-assemblage sous la forme de nanostructures O/I susceptibles de leur conférer des fonctionnalités spécifiques. Ce travail de thèse présente donc la préparation, la caractérisation et la modification de réseaux époxy/amine ou époxy LI/amine avec des POSS® modifiés par des LIs. Dans un premier temps, ce travail est dédié à étudier l'effet du greffage des liquides ioniques d'imidazolium sur des POSS® porteurs de différents ligands organiques (isobutyle ou phényle) sur la formation de nanodomaines POSS® uniformes et bien dispersés dans des réseaux époxy- amine. Dans la deuxième partie, l’impact de la nanostructuration des LI-g-POSS®Ph sur les propriétés de réseaux époxy/amine, à savoir la stabilité thermique, les propriétés de surface, le comportement mécanique et leur tenue au feu sera étudié. Dans la dernière section, de nouveaux réseaux époxy-LI hybride O/I a été mis en œuvre. Pour cela des sels diépoxyde (ILMs) ont été synthétisés puis copolymérisés avec un durcisseur diamine (IPD) avec ou sans la présence des POSS®Ph-triol ou LI-g-POSS®Ph afin de concevoir des réseaux époxy-LI hybride (ILMs/amine/LI-g-POSS®Ph) souples présentant des propriétés très intéressantes par rapport des réseaux époxy classiques.