Alignement de mésophases cristallines liquides par champs magnétique et mécanique

Abstract

Les études présentées dans cette thèse portent sur l'induction, sous l'effet d'un champ extérieur, de l'orientation uniforme des groupes dans les polymères cristallins liquides à latérale (PCLCL). Dans un premier temps, nous avons étudié l'orientation dans un champ magnétique des PCLCL dont la structure était modifiée par la présence d'ions. Grâce à une méthode basée sur le dichroïsme infrarouge, il a été possible de mesurer le développement de l'orientation des différents constituants de ces PCLCL. Les résultats montrent que les groupes ioniques portés par ces échantillons ont une influence importante sur les comportements en orientation magnétique. Notamment, l'orientation maximale des groupes mésogènes induite après un temps suffisamment long diminue avec la concentration d'ions. Nos analyses suggèrent que ce résultat est la conséquence d'un alignement partiel des domaines cristallins liquides. En effet, les agrégats ioniques dans ces ionomères non seulement perturbent l'ordre moléculaire localement, mais aussi augmentent la viscosité du milieu limitant ainsi l'alignement des domaines. D'autre part, les résultats montrent que malgré une forte orientation des groupes mésogènes, les chaînes principales ont une orientation négligeable alors que les bras espaceurs manifestent une orientation importante imposée et dictée par les groupes mésogènes. Dans le second projet, nous avons étudié l'orientation des PCLCL induite par un étirement mécanique en utilisant des polymères modèles formant différentes mésophases. Les résultats obtenus confirment la validité et la généralité d'un mécanisme proposé dans notre laboratoire, lequel est basé sur l'idée que les domaines cristallins liquides réagissent à une force mécanique essentiellement indépendamment des chaînes principales. Sous l'effet d'un étirement, les domaines cristallins liquides, ayant des formes anisotropes dépendant de la nature des mésophases, alignent leur grand axe dans la direction de l'extension, ce qui fait que la direction de l'orientation des groupes mésogènes vis-à-vis de l'étirement est déterminée par l'orientation des groupes mésogènes à l'intérieur des domaines par rapport aux grands axes.