Mise en œuvre des composites hybrides Polyaniline hexaferrites de baryum

Effet du taux de charges de ferrite sur le comportement des composites Pani/BaFe12O19 Différentes fractions massiques d’hexferrite de baryum : 10, 30, 50 et 70 % ont été utilisées pour la synthèse de composites Pani/BaFe12O19 par polymérisation oxydative de l’aniline en milieu acide afin d’étudier l’effet du taux de charges de l’hexaferrite sur leurs propriétés.

Élaboration des composites par polymérisation in-situ en milieu acide

L’élaboration des composites Polyaniline/BaFe12O19 est réalisée par polymérisation oxydative en milieu acide chlorhydrique HCl (nommée Aqueous-Based Polymerization, ABP), à température ambiante sous agitation mécanique en ajoutant une solution oxydante de peroxodisulfate d’ammonium (APS, (NH4)2S2O8) avec un rapport oxydant/aniline égal à 1,25 [1]. Ce rapport est nécessaire pour la préparation de la forme conductrice de la Polyaniline [2,3]. Les rapports massiques hexaferrite/aniline étudiés sont égaux à 10, 30, 50 et 70 %. Dans la suite du texte de ce chapitre, nous abréviations suivantes pour les composites ainsi élaborés: PABP, 10ABP, 30ABP, 50ABP et 70ABP. Les étapes de préparation des composites sont présentées dans la figure IV. 1

Propriétés structurales 

Diffraction des rayons X

Les diffractogrammes RX de la Polyaniline et des composites Pani/hexaferrite de baryum pour différentes fractions massiques sont reportés sur la figure IV. 2. Le diffractogramme de la Polyaniline (vierge sans ferrite) PABP montre l’apparition de deux pics de diffraction : un pic peu intense situé à 2θ = 20,7° et un autre pic large situé à 2θ = 27,61° mentionnant ainsi la présence de zones ordonnées [4]. Ces pics surmontent un halo diffus dû à l’existence de zones désordonnées (phase amorphe) [5].

Les diffractogrammes des différents composites synthétisés révèlent la présence des pics caractéristiques de l’hexaferrite qui apparaissent au-dessus de l’halo correspondant à la phase amorphe de la Polyaniline. Ceci est dû à la bonne dispersion des particules magnétiques dans la matrice polymérique. Cependant, les deux pics caractéristiques de la Polyaniline perdent en intensité en augmentant le taux de charges en ferrite ce qui montre que la polymérisation in-situ affecte la cristallinité du polymère et par conséquent la conductivité [6].

Spectroscopie Infrarouge

Les spectres IRTF de la Pani et des composites Pani/BaFe12O19 sont présentés sur la figure IV. 3. Le spectre infrarouge de la Polyaniline est caractéristique de la forme éméraldine sel. En effet, les deux bandes intenses situées à 1569 cm-1 et 1491 cm-1 sont assignées respectivement aux vibrations d’élongation des liaisons C=C des cycles quinone-diimines (N=Q=N) et des liaisons C-C des cycles benzène-diamines (N-B-N) [7]. Les bandes à 1302 cm-1 et 1245 cm-1 correspondent aux élongations de la liaison C-N du polymère [8]. Le rapport d’intensité de ces deux bandes permet d’évaluer le degré d’oxydation de la Pani [9,10].

La bande qui apparait vers 1132 cm-1 correspond au mode de vibration B-NH+ =Q caractéristique de la forme protonée [11]. La région spectrale allant de 800 et 900 cm-1 génère les pics associés aux vibrations de déformation des liaisons C-H hors du plan des cycles benzéniques substitués en position 1,4 [12]. L’examen des spectres infrarouges des composites Pani/BaFe12O19 pour les rapports massiques : 10 %, 30 %, 50 % et 70 % (Figure IV. 3) témoigne la présence des bandes caractéristiques du polymère et celles d’hexaferrite de baryum signalant la coexistence des deux phases organique et inorganique en interaction dans ces structures hybrides .