Laboratoire MAPIEM (EA 4323)

Matériaux Polymères Interfaces Environnement Marin

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Synthèse de polyaniline en systèmes micellaires : application à la protection des métaux

PHAN The Anh
Axis 3

Supervisor: PERRIN François-Xavier

Dans cette étude nous avons étudié la polymérisation de l’aniline en milieu aqueux micellaire eau-acide décylphosphonique (DcPA) ainsi qu’en milieu micellaire inverse acide décylphosphonique/eau/n-heptane : chloroforme (2 :1 v/v). Contrairement au système aqueux micellaire, la vitesse de polymérisation dans le système micellaire inverse augmente lorsque la concentration en DcPA dans le milieu réactionnel diminue. Ce résultat a été attribué à des différences de compacité de la couronne hydrophobe des micelles inverse, qui impactent la diffusion de l’aniline au cœur des gouttelettes d’eau, le lieu préférentiel de la polymérisation. La conductivité électrique maximale obtenue est de 3.6 S.cm-1. Cette valeur de conductivité est plus élevée de 4 ordres de grandeur comparée à la conductivité électrique de la polyaniline préparée par post-traitement de la polyaniline éméraldine base avec une solution de DcPA (2.3x10-4 S cm-1). Les analyses de diffraction des rayons X (DRX) ont révélé une structure lamellaire de la polyaniline préparée en milieu micellaire eau-DcPA, dans laquelle les chaînes de polyaniline sont séparées par les longues chaînes alkyle du DcPA. Cette organisation diminue les interactions interchaînes de la polyaniline et contribue à l’augmentation de la solubilité en milieu organique de la polyaniline.
La polyaniline dopée DcPA a été incorporée comme pigment dans un liant polymère polyvinyl butyral (PVB), puis déposé sur un acier à faible teneur en carbone. Dans le cas de la polyaniline préparée dans le milieu aqueux micellaire de DcPA, la dispersion de polyaniline, après dialyse, a été également appliquée sur acier en couche mince, puis revêtue d’une couche de finition PVB. Les films PVB-PANI ont été exposés à des environnements neutres chlorurés (brouillard salin et milieu NaCl 3.5%). A partir de mesures de spectrométrie d’impédance électrochimique, nous avons montré que l’efficacité de la protection anticorrosion de la polyaniline dopée DcPA augmentait avec le taux de dopant DcPA du polymère. Ces résultats suggèrent un rôle actif du DcPA dans le mécanisme de protection. Ce rôle actif du DcPA a été confirmé par analyse de la surface métallique après exposition qui a révélé la présence de sels de phosphonates de fer insoluble. La protection anticorrosion apportée par la polyaniline dopée DcPA apparaît supérieure à la polyaniline non dopée ainsi qu’à la polyaniline dopée HCl.

Synthèse de polyaniline en systèmes micellaires : application à la protection des métaux

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PERRIN François-Xavier
email: perrin@univ-tln.fr