Novel Conductive Polymer Blends

Cette thèse présente, pour la première fois, une étude complète des morphologies de contact interfacial (engloutissement complet) pour des mélanges ternaires, quaternaires et quinaires de polyaniline (PANI) avec quatre polymères commercialement disponibles : le polyéthylène à haute densité (HDPE), le polystyrène (PS), le poly(méthyl méthacrylate) (PMMA) et le polyfluorure de vinylidène (PVDF). La morphologie d'engloutissement complet est une structure dictée par la tension interfaciale et est thermodynamiquement prévisible selon la théorie d'étalement de Harkins. Ce type de microstructure est formé dans un mélange polymère ternaire quand un des coefficients d'étalement, tel que calculé par les tensions interfaciales des paires de polymères dans le système, a une valeur positive. L'extension aux systèmes quaternaires et quinaires de définitions thermodynamiques similaires mène à la prédiction et à la formation de mélanges à plusieurs composants ordonnés hiérarchiquement. Le contrôle de la composition des composants de tels systèmes ordonnés hiérarchiquement, dans le cas des mélanges binaires, ternaires, quaternaires et quinaires, permet de produire des structures à percolation multiple, dans lesquelles toutes les phases sont pleinement interconnectées et interpénétrées. Cette approche est utilisée pour atteindre l'objectif de ce travail de recherche qui est d'échafauder un ensemble de techniques pour réduire le seuil de percolation des composants dans les mélanges. Le seuil de percolation des phases est défini comme étant la formation de connectivité sur une longue distance dans un système aléatoire. Les restrictions géométriques des phases dans des systèmes auto-assemblés, par exemple dans des structures dictées par la tension interfaciale telles les morphologies à percolation multiple, peuvent réduire le seuil de percolation des phases de manière significative. Une autre partie de ce travail visait la préparation de substrats poreux à très petite surface provenant de mélanges polymères à percolation multiple, suivie par la déposition de PANI, un polymère conducteur, sur la surface interne poreuse par une technique couche par couche.