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13 déc
13/12/2018 14:30

Sciences & Société

Soutenance de thèse : Lucile FAUVRE

Elaboration d'élastomères silicones supramoléculaires auto-cicatrisants

Doctorant : Lucile FAUVRE

Laboratoire INSA : IMP @ INSA
Ecole doctorale : ED34 : Matériaux de Lyon

Ces travaux de thèse concernent l’étude de matériaux supramoléculaires en vue de générer de nouveaux élastomères silicones auto-cicatrisants.
Dans un premier temps, l’étude de la bibliographie a permis de recenser les différentes voies supramoléculaires basées sur les liaisons hydrogène développées dans le domaine des silicones. L’effet des groupements associatifs sur les propriétés rhéologiques et mécaniques des matériaux a été discuté, et les limitations de ces systèmes soulignées. La chimie développée par l’équipe du Dr. Leibler, adaptée par la suite aux silicones par le Pr. Zhang et son équipe, a particulièrement été disséquée lors de notre étude de compréhension. Les relations structures/propriétés n’étaient pas élucidées à l’issue de cette étude de la bibliographie.
Des études modèles impliquant un PDMS téléchélique aminé ainsi que de l’urée ont donc été réalisées. La caractérisation précise des structures des produits de réaction a permis de mettre en exergue certaines corrélations entre structures (choix du groupement associant, masse molaire du copolymère, fonctionnalité) et propriétés (rhéologiques et mécaniques) qui n’avaient alors pas été démontrées pour ces systèmes. La force des groupements et les enchevêtrements jouent un rôle primordial.
Une chimie différente, inspirée des travaux de Yilgör et al sur les copolymères segmentés, a par la suite été envisagée, en mettant en jeu cette fois la réaction d’Aza- Michael. Cette synthèse se démarque du premier système par un meilleur contrôle de la structure macromoléculaire finale. Un silicone supramoléculaire élastomère et auto- cicatrisant a été obtenu en combinant une fonctionnalité importante et une masse molaire finale élevée. Les propriétés mécaniques de ce polymère ont été optimisées par le biais de post-modifications chimiques, d’une part, et l’ajout de charges plus ou moins renforçantes d’autre part. L’impact d’un tel renfort sur les propriétés auto-cicatrisantes du système a été discuté.