Étude de l'orientation des polymères cristallins liquides supramoléculaires à chaînes latérales

Abstract

Les travaux de recherches présentés dans ce mémoire démontrent et comparent avec son homologue covalent le comportement unique d'orientation induit par la lumière de la chaîne latérale d'un polymère supramoléculaire. Les résultats démontrent une utilisation potentielle pour faire de l'enregistrement holographique et d'autres applications en photoniques. Un polymère azopyridine amorphe a été synthétisé, et les complexes supramoléculaires entre la chaîne latérale cristalline liquide et l'acide hexanoique ou decanoique ont été obtenus. Les caractérisations ont confirmé la présence de pont hydrogène et par conséquent la présence de phase liquide cristalline. Une comparaison avec un polymère avec une chaîne latérale azobenzene liée de façon covalente a été effectuée. La photo-isomérisation, l'orientation et l'effet du recuit ont été comparés. En regardant les résultats, les deux échantillons sont très différents par rapport à la cinétique de la photo-isomérisation. Le complexe du polymère azopyridine avec l'acide hexanoique (Hex) a un comportement similaire au polymère avec une chaîne latérale azobenzene liée de façon covalente sur le plan de l'isomérisation, l'orientation, et le recuit. Cependant, le complexe avec l'acide dodecanoique (De) a un comportement très différent. Nous déduisons que c'est causé par le mouvement coopératif de la chaîne cristalline liquide. Un objectif secondaire de cette étude était de regarder l'avantage et les désavantages de quatre différentes méthodes d'excitation pour provoquer l'orientation des molécules.

Abstract : This study investigated the unique light-induced orientation behavior of a supramolecular side-chain liquid crystalline polymer by comparing it with the covalent counterpart. The results showed it has a potential utility in holographie storage and other photonic applications. An amorphous azopyridine-containing polymer was synthesized. And its supramolecular side-chain liquid crystalline complexes with hexanoic acid and decanoic acid were obtained respectively. Characterizations confirming the hydrogen bonds and the consequential liquid crystalline phases were performed. Comparing with a covalent azobenzene-containing side-chain liquid crystalline polymer counterpart, the photoinduced isomerization, orientation and anneal effects of the samples were studied. Two supramolecular samples have more data scattering in the photoinduced isomerization kinetic study comparing to the covalent sample. The complex of azopyridine polymer with hexanoic acid (Hex) has a similar behavior as the covalent azobenzene liquid crystalline polymer (Ref) in isomerization, orientation and annealing results. The complex of azopyridine polymer with decanoic acid (De) has a much different behavior. We infer that it is caused by the"liquid crystalline cooperative motion". As a secondary aim of this study, the advantage and weakness of four different excitation methods to induce orientation have been compared.