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Organisation de copolymères à blocs amphiphiles Polyéthylène-b-Polyéthylène glycol aux interfaces solides et liquides
Résumé
Les copolymères à blocs amphiphiles Polyéthylène-b-Polyéthylène glycol comportent un bloc hydrophile et un bloc hydrophobe, tous deux cristallisables. L’intérêt de cette thèse est de mieux comprendre le comportement de ces copolymères aux interfaces solides et liquides, via l’étude de la structure et de l’organisation des couches adsorbées.
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Des copolymères PE-b-PEG de différentes compositions ont été étudiés à l’état massique, mettant en évidence que le ratio PEG/PE ainsi que la longueur des blocs jouent un rôle significatif sur le taux de cristallinité, la morphologie et la croissance des structures cristallines. La caractérisation en films minces par spectroscopie PM-IRRAS et AFM a permis de déterminer quantitativement l’orientation des chaînes macromoléculaires de chaque bloc sur des substrats modèles hydrophiles et hydrophobes. L’adsorption des copolymères PE-b-PEG a par ailleurs été étudiée aux interfaces eau/air et eau/hexane par les méthodes de la goutte pendante et de la goutte oscillante. Les résultats, appuyés par des mesures de tailles de particules, ont montré que les copolymères sont capables de former des structures sphériques organisées à l’échelle nanométrique. L’influence de la composition du copolymère et de la nature des interfaces sur l’organisation des copolymères a ainsi permis d’élaborer des modèles d’adsorption des blocs aux interfaces..Polyethylene-b-Polyethylene amphiphilic diblock copolymers are composed of one hydrophilic and one hydrophobic block, both able to crystallize. The aim of this thesis is to better understand the behaviour of PE-b-PEG copolymers at solid and liquid interfaces, via the study of the structure and the organization of adsorbed layers. The crystallinity of bulk PE-b-PEG copolymers with different composition was characterized, revealing that the ratio PEG/PE and the blocks length impact the crystallinity degree, the morphology and the growth of crystalline structures. Thin films characterization by PM-IRRAS spectrocopy and AFM allowed to determine quantitatively the macromolecular chains orientation on hydrophobic and hydrophilic substrates. PE-b-PEG copolymers adsorption at the water/air and water/hexane interfaces was studied thanks to the pendant drop and the oscillating drop techniques. These results, supported by particle size analysis, revealed that copolymers can organize as nanometric spherical structures. The influence of the copolymer composition and the type of interfaces on the organization then lead to the elaboration of adsorption models of PE and PEG blocks at solid and liquid interfaces.