Propriétés diélectriques des composites à matrice PVDF comportant des renforts hybrides nano/micro-échelles (nanotubes de carbone et BaTiO₃)

La dispersion des nanotubes de carbone (NTC) dans le polyfluorure de vinylidene (PVDF) est un grand defi pour avoir de meilleures proprietes dielectriques. Les hybrides, titanate de baryum (BT)-NTC, ayant une structure particuliere sont reveles etre efficaces pour l'amelioration de la dispersion de NTC dans la matrice de polymere et la reduction du seuil de percolation du materiau composite. Cette these vise a atteindre une haute performance dielectrique du composite via la conception de charges ayant une structure favorable ainsi que l'etude exhaustive de l'interaction entre les NTC et la matrice de polymere semi-cristallin.Dans le chapitre 1, un bref revu de l'etat de l'art sur le contexte general des materiaux dielectrique est introduite ainsi les progres recents dans ce domaine sont presentes pour mieux comprendre les composites et leurs application.Dans le chapitre 2, nous preparons deux types d'hybrides avec deux structures differentes. Les premiers hybrides sont prepares par un depot chimique en phase vapeur (CVD). Les BT forment le noyau de ces hybrides et les NTC croient dessus (H-NTC-BT). Les deuxieme hybrides sont preparees par reaction hydrothermale ou NTC sont revetus par les BT (H-BT-NTC). Par la suite, nous preparons des composites avec une matrice de PVDF renforces par les deux types d'hybrides deja synthetises cela en coulant la solution puis par extrusion-injection. En outre, les methodes de caracterisation de la morphologie, des proprietes thermiques, dielectriques et la cristallisation sont egalement introduites dans ce chapitre.Dans le chapitre 3, les comportements dielectriques de H-NTC-BT/PVDF sont etudies en details. Une augmentation dramatique de la permittivite dielectrique est observee apres le traitement thermique. Ce changement peut etre du a la reorganisation du reseau conducteur de NTC et la recristallisation de PVDF. Par la modelisation et la caracterisation experimentale, Nous deduisons que cette augmentation significative de la permittivite dielectrique apres le traitement thermique est du au retrecissement de la distance de NTC dans des couches amorphes voisine de PVDF d'un cote et au polymorphe β a l'interface NTC-PVDF d'un autre.Dans le chapitre 4, la dispersion des NTC dans la matrice du composite PVDF est etudiee par la conception de differentes structures. Tout d'abord, une comparaison du seuil de percolation de H-NTC-BT/PVDF calcule et celui determine experimentalement est menee pour mieux comprendre la morphologie de H-NTC-BT. Ensuite, deux comparaisons sont menees:- La premiere compare les facteurs de transformation de la dispersion des NTC dans les composites H-NTC-BT/PVDF et NTC/PVDF cela en mesurant de la conductivite AC dans les differentes couches de ces composites.- La deuxieme compare trois types de composites de PVDF renforces par des hybrides ayant la meme fraction volumique de NTC et BT mais des structures differentes. L'effet de ces differentes structures de ces hybrides est etudie en comparant leurs proprietes dielectriques.Pour finir une conclusion generale est presentee dans le chapitre 5 ainsi les perspectives prevues pour les travaux futurs.