Soutenance de thèse de Pauline VAN DURMEN

Étude de l'influence de la dispersion de nanotubes de carbone sur les propriétés électriques de composites à matrice PEEK

Cette thèse présente l'élaboration et la caractérisation de composites conducteurs électriques pour des applications aéronautiques. La dispersion de nanotubes de carbone multi-parois (MWNTs) dans une matrice thermoplastique Poly (Ether Ether Ketone) PEEK a été réalisée suivant une méthode voie solvant suivie d'une mise en œuvre par extrusion à très haute température. L'étude des propriétés électriques des composites PEEK/MWNT met en évidence un seuil de percolation à environ 1,5 % en masse de MWNTs et une conductivité électrique maximale de 1 S/m. L'évolution des propriétés diélectriques des composites avec la fraction massique de MWNTs révèle un phénomène de percolation dans le comportemetn de la permittivité diélectrique au seuil de percolation électrique. le faible taux de charge des composites permet la conservation des propriétés structurales et mécaniques de la matrice PEEK. L'état de dispersion des MWNTs et les propriétés électriques des composites ont été étudiés et discutés en fonction de la présence de molécule amphiphiles (acide palmitique), et d'oligomères de Poly(Ether Ketone Ketone) (PEKK) et de la purification des MWNTs.

This thesis presents the processing and the characterization of electrical conductive composites for aeronautic applications. The multi-walled carbon nanotube (MWNTs) dispersion in a thermoplastic Poly(Ether Ether Ketone) (PEEK) matrix was realized according to a solvent way followed by high-température extrusion. The study of the electrical properties of PEEK/MWNT composites highlights a percolation threshold at 1.5 wt.% MWNTs and a maximum electrical conductivity of 1 S/m. The change of the composites dielectric properties with the MWNTs weight fraction reveals a percolation phenomena in the dielectric permittivity behavior at the electrical percolation. The low filler content allows the maintain of the structural and mechanical properties of PEEK matrix. The MWNTs dispersion state and the electrical properties of composites were studied and discussed according to the amphiphilic molecules (palmitic acid) and Poly(Ether Keton Ketone) (PEKK) oligomers addition and MWNTs purification.