Synthese et propriétés mécaniques d'hydrogels polyélectrolytes modifiés par des groupements hydrophobes - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2007

Synthese et propriétés mécaniques d'hydrogels polyélectrolytes modifiés par des groupements hydrophobes

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Abstract

In this work, we synthesized a new type of hydrophobically modified hydrogels. These hydrogels were obtained by chemically crosslinking, using a thiol-ene reaction, polyelectrolytes (PAA) modified with alkyl groups grafted along the backbone. We obtained a hydrogel displaying both physical –due to the clustering of the hydrophobic groups- and chemical crosslinks. By comparing this system to a model PAA chemical hydrogel, we studied the role of the transient network on the mechanical properties, especially at large strains.
In the linear elastic region, we showed that the hydrophobic micelles strongly affect the loss modulus of the hydrogel without changing its storage modulus. At large strains, compression experiments suggested a second aggregation mechanism due to attractive electrostatic interactions between PAA chains. This phenomenon is strain induced and strongly coupled with the dissipative mechanisms induced by the reorganizations of the hydrophobic clusters occurring when the network is deformed. These dissipative mechanisms enhanced the mechanical strenght of the hydrogels. Preliminary results on fracture experiments are also presented.
Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à la synthèse de nouveaux hydrogels, obtenus en réticulant chimiquement, par une réaction thiol-ène, des polyélectrolytes (PAA) modifiés par des groupes alkyle greffés le long de la chaîne. L'hydrogel ainsi formé est donc composé d'un réseau à la fois physique, du à l'agrégation des groupements hydrophobes en micelles, et chimique. Par comparaison avec un hydrogel de PAA « modèle » (non hydrophobe), nous étudions les phénomènes dissipatifs que le réseau transitoire peut induire, en nous intéressant plus spécialement aux grandes déformations, par le biais d'expériences de compression uniaxiale. Dans le domaine d'élasticité linéaire, nous avons identifié une forte composante viscoélastique due aux agrégats hydrophobes, ceux-ci n'affectant cependant pas le module élastique du gel, comparativement au gel non modifié. Les expériences aux grandes déformations ont mis en évidence un mécanisme supplémentaire d'agrégation causé par des interactions électrostatiques attractives entre chaînes de PAA. Ce phénomène, induit par la déformation, est fortement couplé à la dissipation d'énergie causée par les réorganisations des agrégats hydrophobes soumis à la contrainte. Les agrégats hydrophobes améliorent de façon non négligeable la résistance à la rupture du réseau comparativement aux gels non modifiés. Des résultats préliminaires de fracture sont également présentés.
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Dates and versions

tel-00343871 , version 1 (02-12-2008)

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  • HAL Id : tel-00343871 , version 1

Cite

Guillaume Miquelard-Garnier. Synthese et propriétés mécaniques d'hydrogels polyélectrolytes modifiés par des groupements hydrophobes. Matériaux. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2007. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00343871⟩
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