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

Au cours de ces dernières années, des avancées importantes ont été réalisées dans la synthèse, la caractérisation et l’association avec différents polymères, thermoplastiques ou systèmes réactifs (thermodurcissables) de liquides ioniques de nature divers (ammonium, imidazolium ou phosphonium) ouvrent de nouvelles perspectives dans le domaine des matériaux polymères, en particulier 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 améliorés (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 également 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-monomères et/ou être auto-assemblés sous 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® uniformément bien dispersés dans des réseaux époxy-amine. Dans la deuxième partie, l’effet de la nanostructuration des LI-g-POSS®Ph sur les propriétés de réseaux époxy/amine, à savoir leur stabilité thermique, leurs propriétés de surface, leur comportement mécanique et leur tenue au feu sera étudié. Dans la dernière section, de nouveaux réseaux époxy-LI hybride O/I ont été mis en œuvre. Pour cela des sels diépoxydés (LIMs) ont été synthétisés puis co-polymérisés avec un durcisseur diamine (IPD) avec ou sans la présence de POSS®Ph-triol ou LI-g-POSS®Ph afin de concevoir des réseaux époxy-LI hybride (LIM/amine/LI-g-POSS®Ph) souples présentant des propriétés très intéressantes par rapport des réseaux époxy classiques. In recen