Microencapsulation techniques are developped in our laboratory in order to optimize the dielectric and/or magnetic properties of polymer composites.

Les microencapsulations développées dans l'équipe nous ont permis d'optimiser les propriétés électriques et/ou magnétiques de composites polymères.

During this work, composite particles of carbon and polyparaphenylene have been prepared. The X-Ray diffraction study, as well as determination of particles size and zeta potential, allowed us to deduce that material obtained is made up of one carbon nuclei and one PPP crown (core-shell type).

Macroporous particles which developpes simultaneously, cationic exchange (with RSO3(-),H+) acid anionic exchange (with dopant Cl-- of polypyyrole) processus, has been prepared with a technic of polymerisation in-situ of pyrrole in the network of polymeric exchanger. Two type of particles has been obtained : the first are completely interpenetred with polypyrrole, fir the second, the interpenetration of polypyrrole in the polymeric particles stay in an outer shell.

Sont présentées les principales relations dilélectrlques prenant en compte la morphologie de la charge ou de l’inclusion dans des composites biphasiques mais également mettant en évidence les processus de percolation. II est montré que les lois de Wiener directe et inverse correspondent à une base permettant de reconstituer les équations de percolation comme celle de Bruggeman-Hanaï et/ou celle de Mc Lachlan. Des simulations numériques illustrent ce résultat.

Les matériaux composites à base de polymères conducteurs connaissent à l'heure actuelle un développement important compte tenu de leur intérêt potentiel. Nous présentons ici une revue non exhaustive des différentes méthodes d'élaboration de tels matériaux actuellement étudiées, ainsi que quelques applications potentielles.

Au cours de ce travail, nous avons élaboré des particules composites à base de carbone et de polyparaphénylène (PPP). L'étude de diffraction X, ainsi que les déterminations de la taille et du potentiel zêta des particules, nous ont permis de déduire que le matériau obtenu est constitué d'un coeur de carbone et d’une couronne de PPP (core-schell).

The dielectric mixture law which take into account the morphology of inclusion in a biphasic composite and also describe the percolation processus are presented in this paper, The addition of the direct to the inverse Wiener law restitue the Bruggeman or/and Mc Lachlan mixture laws. Some mathematical simulations with inclusion of conducting polymeric particles are given for illustration.

Des particules echangeuses de cations (par les fonctions SO3-H+) et echangeuses d'anions (par PPy+, Cl-) partiellement (de type Core-Shell) ou totalement interpenetrees de polypymole ont ete elaborees au moyen d'une technique de polymerisation par voie chimique in-situ dans le reseau macroporeux de resines de type polystyrene sulfonate (echangeuses de cations). Totalement interpenetrees, ces particules conductrices sont tres stables, des lors que le polypyrrole est codope par les fonctions sulfonates de la resine echangeuse d'ions

The composite materials made with conducting polymers are now very much developed because of their potential interest. We review the main methods allowing to elaborate such materials which are being studied, and few potentials applications.

Des particules échangeuses de cations (par les fonctions SO3-H +) et échangeuses d’anions (par PPy+, Cl-) partiellement (de type Core-Shell) ou totalement interpénétrées de polypyrrole ont été élaborées au moyen d’une technique de polymérisation par voie chimique in-situ dans le réseau macroporeux de résines de type polystyrène sulfonate (échangeuses de cations). Totalement interpénétrées, ces particules conductrices sont très stables, dès lors que le polypyrrole est codopé par les fonctions sulfonates de la résine échangeuse d’ions.

Cette mise au point rend compte des travaux effectués par le groupe de laboratoires dans le cadre de l’action du CNRS "Dispersions Filmogènes" (Action Incitative Programmée du Programme Interdisciplinaire Matériaux). Trois séries de copolymères de styrène, acrylate de butyle et acide méthacrylique ont été préparés et caractérisés (taille et propriétés superficielles). L’une a été synthétisée selon un protocole "coeur-écorce" en deux étapes (semence de polystyrène) en présence d’un émulsifiant zwiterrionique ; la seconde, en trois étapes est préparée pratiquement en l’absence d’émulsifiant, en suivant un protocole de type coeur-écorce inversé, et la troisième en présence de tensioactifs copolymères à bloc polystyrène-polyoxyde d’éthylène. Les mécanismes de coalescence ont été étudiés en utilisant la seconde série de latex tout d’abord sous l’eau, ce qui a permis de démontrer l’effet des seules forces capillaires, puis avec évaporation de l’eau, démontrant l’effet dominant du processus d’évaporation. De nouvelles techniques ont été mises en oeuvres pour suivre certaines étapes de la coalescence ; la calorimétrie différentielle et la spectroscopie micro-ondes, qui permettent d’analyser le départ de l’eau libre et de l’eau liée, ainsi que la diffusion des neutrons qui montrent la formation au cours du processus de cristaux colloïdaux ordonnées et un processus de séparation de phase en deux étapes: l’une avec inclusions de particules de polymères dans l’eau, l’autre avec inclusions de membranes hydrophiles ou de poches hydratées dans une phase continue polymère. Enfin l’étude des propriétés micromécaniques dynamiques met en évidence le renforcement des films par un réseau nid d’abeille provenant des copolymères riches en acide méthacryliques à la surface des particules, ainsi que la tendance des particules de semences polystyrène à former des amas qui peuvent percoler sous l’effet de traitements thermiques et/ou mécaniques.

This is a review paper of the work carried out by the group of laboratories in a C.N.R.S. program "Film forming Dispersions". Three series of copolymers of styrene, butylacrylate and methacrylic acid have been prepared and characterized (size and surface properties). One is according to a core-shell procedure in two steps (polystyrene seed) in the presence of zwitterionic surfactant, the second in three steps from an inverse core shell procedure practically without surfactant and the third in the presence of polystyrene-polyethylene oxide block copolymers as surfactants. The mechanism of coalescence of latex from the second series was studied first inside a water bath demonstrating the effect of capillary forces alone, and then with water evaporation where the driving force comes from the water evaporation process. New techniques were applied to study various steps of the coalescence process: differential scanning calorimetry and microwave spectroscopy are able to follow the vaporization of free and linked water while neutron scattering experiments show the transcient formation or ordered colloidal crystals and a phase separation process in two phases with inclusion of polymers particle in water or with inclusion of hydrophilic membranes and islands in a continuous polymer phase. Finally dynamic micromechanical properties of the films are studied showing their reinforcement by a honeycomb network from the superficial methacrylic acid copolymers and the trend of the initial polystyrene seed particles to make clusters big enough to percolate upon thermal and/or mechanical treatments.

AbstractColloidal dispersions of polypyrrole were obtained by chemical synthesis in aqueous medium, using various transition metal compounds, as initiators and dopants, and various water‐soluble polymers as steric stabilizers. The dielectric constant and the complex conductivity of the particles were determined by measurements in microwave domain. The polypyrrole latexes have conductivities ranging from 0.3 to 3 S/cm depending upon the oxidizing agent and the stabilizer. The optimum system seems to be ferric chloride/methylcellulose.