Etude morphologique par microscopie électronique à balayage (MEB)

Synthèse des monomères à base d’EDOP

L’ensemble des monomères dérivés de l’EDOP ont été obtenus par la condensation de l’EDOP-OH sur les segments acides selon la réaction suivante (shéma3).
La réaction est effectuée en présence d’hydrochlorure de N-(3-diméthylaminopropyl)-N’-éthylcarbodiimide (EDC), activateur de la réaction et du 4-(diméthylamino) pyridine (DMAP), comme catalyseur dans le dichlorométhane. Ce solvant solubilise bien les acides 2-alkyl-4-F- butyl butanoïques de départ et les produits issus de la réaction. Il est ensuite nécessaire d’ajouter l’EDOP-OH dilué dans de l’acétonitrile trente minutes plus tard à température ambiante. Le milieu réactionnel est laissé sous agitation pendant une journée à la température ambiante. Les monomères de cette série sont codés sous la forme EDOP-F4-Cn, où n désigne le nombre d’atomes de carbone dans la chaîne hydrocarbonée

Spectre RMN 1H de l’EDOP-F4-C4

Les monomères de la série d’EDOP-F4-Cn ont tous été identifiés et caractérisés par RMN 1H et 13C ainsi que par spectrométrie de masse(46).
Nous présentons à titre d’exemple l’analyse du spectre RMN 1H du monomère EDOP-F4-C4 (Figure 10). Ce spectre RMN du proton a été réalisé en solution dans le chloroforme deutéré, (CDCl3) avec comme référence le tétraméthylsilane (TMS). L’ensemble des données RMN1H relatives au monomère EDOP-F4-C4 est reporté dans le tableau 1 ci-dessous.

Electropolymérisation des monomères à base d’EDOP

Potentiels d’oxydation des monomères(46).

L’électrodéposition des six monomères de la série EDOP-F4-Cn a été réalisée en utilisant une concentration de 0,01 M de monomère dans un électrolyte contenant de l’acétonitrile anhydre et du perchlorate de tétrabutylammonium 0,1 M (Bu4NClO4). L’acétonitrile est en général très utilisé en électropolymérisation du fait de sa grande capacité à solubiliser les monomères et de sa grande stabilité chimique. L’anion perchlorate est lui aussi souvent utilisé en électropolymérisation à cause de sa stabilité dans une large gamme de potentiels. Tout d’abord, les potentiels d’oxydation des monomères ont été déterminés par voltampérométrie cyclique et se situaient autour de 1,05 et 1,15 V vs SCE. Les données relatives à l’oxydation des monomères sont rassemblées dans le tableau 2 ci-dessous.
Les potentiels d’oxydation des monomères sont très faibles. Ils confirment le choix du noyau pyrrole et montrent que ces monomères se polymérisent facilement.

Voltamogrammes cycliques

Les potentiels d’oxydation obtenus par El.Y.THIAM et col (46) sont en accord avec les données de la littérature (47). Ensuite des voltamogrammes cycliques (10 cycles ou scans) ont été réalisés afin d’obtenir des informations sur la croissance du polymère sur l’électrode de travail. L’analyse des voltamogrammes cycliques permet de regrouper les monomères de cette série en deux groupes : le premier groupe où les monomères précipitent peu sur l’électrode de travail et les courbes de voltamétrie cyclique ne sont pas exploitables. Il constitue les 5 monomères suivants : EDOP-F4-Cn avec n=2, 4, 6, 10, 12. On donne le voltamogramme cyclique (figure 11) de l’EDOP-F4-C6 comme titre d’exemple. Le deuxième groupe est constitué d’un seul monomère (EDOP-F4-C8) qui précipite bien et présente des courbes de voltamétrie cyclique exploitables (figure 12).
Figure 11 : Voltamogramme cyclique de l’EDOP-F4-C6 sur 10 scans avec une vitesse de balayage de 0,02 V.s-1 dans une solution d’électrolyte à 0,1 M de Bu4NClO4 dans l’acétonitrile anhydre.
Les courbes de voltamétrie cyclique sont confondues les unes des autres et peu intenses.
Figure 12 : Voltamogramme cyclique de l’EDOP-F4-C8 sur 10 scans avec une vitesse de balayage de 0,02 V.s-1 dans une solution d’électrolyte à 0,1 M de Bu4NClO4 dans l’acétonitrile anhydre.
Ce monomère présente des courbes de voltaméteie cyclique très intenses évoluant de manière croissantes au fil des scans.

Caractérisation des films polymères à base d’EDOP

Mouillabilité et rugosité des films polymères

Les mesuré de rugosités et d’angles de contact (46) des six polymères de la série PEDOP-F4-Cn sont données dans le tableau 3 ci-dessous. L’appareil utilisé est un profilomètre optique pour la rugosité et un goniomètre pour l’angle de contact. Ces mesures ont été réalisées en fonction de différentes charges de dépôt (Qs). Chaque donnée fournie (de rugosité et d’angle de contact) est une moyenne de cinq mesures. La confrontation des mesures de rugosité et d’angle de contact permettra d’établir un lien entre rugosité et mouillabilité des surfaces. En ce qui concerne la mouillabilité de surface, une forte augmentation de l’hydrophobie de surface pourrait être envisageable avec la présence des chaînes hydrocarbonée linéaire et fluorocarbonée.