Caractérisation structurale, morphologique et étude des propriétés mécaniques d'hybrides silice-polymère

Abstract

Des matériaux hybrides polymère-silice ont été synthétisés par polymérisation inorganique et organique simultanées de trois monomères : un organo-silane, un macro-organo-silane contenant une fonction méthacrylate et un méthacrylate (TMOS, γMPS, MNA). L’objectif de ce travail, consiste à établir d’éventuelles relations entre un certain nombre de paramètres structuraux, morphologiques et de comportement mécanique dans ces matériaux hybrides constitués par une matrice inorganique de type Si-O-Si et d’entités organiques de type méthacrylate. La caractérisation physico-chimique du matériau, corollaire à son analyse morphologique nous amené à une compréhension de la microstructure. Nous avons pu déduire que le réseau inorganique est structuré comme un gem de silice pur qui aurait subi les mêmes traitements thermiques. La partie organique polymérise par la suite, ce qui laisse supposer qu’elle occupe les zones restées libres après la polycondensation. L’étude des propriétés mécaniques et de la mobilité moléculaire, nous a permis de compléter cette vision en situant le matériau par rapport à d’autres systèmes mieux connus. Les résultats obtenus montrent l’importance du réseau de silice dans le comportement des hybrides. En conséquence, la cohésion du matériau est assurée par le réseau de silice et son module est plutôt proche de celui d’un xérogel. Le lien entre propriétés micro et macroscopiques a ainsi pu être établi, permettant d’envisager une modélisation microstructurale des matériaux hybrides à base de γMPS.