RESUME-ABSTRACT

Ce travail porte sur la relation entre la structuration et les propriétés rhéologiques des solutions de copolymères poly(styrène)-b-poly(butadiène)-b-poly(méthacrylate de méthyle) en bon solvant. Nous débutons l'étude expérimentale de ces copolymères par la mesure du taux d'impuretés (diblocs SB et homopoly(styrène)) et de la polydispersité des produits issus de la synthèse. Nous montrons l'existence d'une transition désordre-ordre pour des concentrations C=0.15-0.20 g/g. L'étude structurale effectuée dans le cas de deux solvants (toluène, chloroforme) et pour des teneurs en diblocs contrôlées permet de comprendre l'influence de ces paramètres. Nous rationalisons l'influence de la sélectivité du solvant grâce à la modélisation des spectres de diffraction des rayons X et à l'introduction de fractions volumiques effectives. Un résultat important est la mise en évidence de phases frustrées et en particulier d'une antiphase de copolymères par analogie avec les phases smectiques de cristaux liquides thermotropes. Dans la troisième partie de ce travail, nous nous intéressons à la dynamique des phases lamellaires de copolymères triblocs. Cette étude s'appuie sur un montage original permettant d'accéder simultanément aux spectres de diffraction des rayons X et aux propriétés rhéologiques. Elle nous permet de mettre en évidence une transition d'orientation réversible et d'élucider les mécanismes en jeu. Le même type d'étude réalisée sur les antiphases révèle un nouveau mécanisme pour l'obtention de fluides à seuil d'écoulement.

Mots clés : Copolymères triblocs, bon solvant, nanostructuration, frustration, rhéologie, seuil d'écoulement.

The subject of this work is the self assembly of solutions of poly(styrene)-b- poly(butadiene)-b- poly(methyl methacrylate) triblock copolymers in good solvent and the consequence on the mechanical properties of concentrated solutions. The first step consists in a precise characterization of the impurities ratio (SB diblocks and homopoly(styrene)) and the polydispersity of the industrial products. A systematic X-ray diffraction and rheology study of the solutions at different concentrations reveals a disorder-order transition at a concentration of C=0.15-0.20 g/g. Concentrated solutions are studied as a function of the copolymer composition, of the nature of the solvent and of the diblock content. In particular, we rationalize the influence of solvent selectivity by the modelisation of X-ray spectra and the introduction of effective volume fractions. One of the most important results of this work is the discovery of novel frustrated phases and of a block copolymers antiphase in analogy with smectic phases of thermotropic liquid crystals. The third part of this work focuses on the dynamics of triblock copolymer lamellar phases. This study is based on an original experimental set-up which allows the simultaneous measurement of X-ray scattering intensity profiles and dynamic rheological data. When applied to the block copolymer antiphase, the same study reveals a new mechanism for obtaining fluids with yielding properties.

Key words : Triblock copolymers, good solvent, self assembly, frustration, rheology, yield stress