NEMATIC POLYMERS AND RELATED STRUCTURES

Résumé
Avec des polymères à chaîne rigide ou à structure hélicoïdale, des propriétés anisotropes apparaissent. Si les polymères sont obtenus par la polymérisation d'un monomère chiral, l'examen de leurs solutions montre une structure cholestérique. Dans le cas d'une miscibilité illimitée du polymère, en examinant les solutions, on peut inférer les propriétés anisotropes du polymère en masse. En intégrant dans la chaîne de polymères des segments anisotropes et rigides, il est possible de synthétiser des polymères nématiques en masse. Dans la littérature, les propriétés mésomorphes de tels polymères ne sont pas encore décrites en détail. L'objet du présent travail est l'examen du poly-(phényl-p-acryloyloxybenzoate) et aussi de quatre poly-(p-alcoxy-phenyl-p-acryloylbenzoates). Nous avons utilisé les méthodes suivantes : détermination de la texture à l'aide d'un microscope polarisant, de la densité, ainsi que la diffraction de rayons X (à petit et grand angle) et de lumière laser, mesures de calorimétrie différentielle et de microscopie électronique. Les résultats ont été comparés aux résultats de mesures par la chromatographie sur gels des dimensions moléculaires des polymères plastifiés et aux spectres RMN et de diffraction de rayons X en champs magnétiques. En conclusion, nous avons donné un modèle du polymère nématique. Ce modèle permet de montrer que le polymère nématique ne peut pas être isomorphe par rapport à la phase nématique de son monomère. La polymérisation effectuée dans la phase monomère nématique orientée conduit à un polymère orienté smectique dont la chaîne est perpendiculaire au champ magnétique.

Abstract
With rigid backbones of helical structures, polymers may display anisotropic alignments. If the monomer is chiral, the polymer/monomer solutions become cholesteric. When the polymer is completely miscible with the monomer, from a study of solutions, one can infer some properties of the bulk polymer. Inserting anisotropic, rigid segments in the backbone, one can synthetize bulk nematic polymers : their properties have not yet been described in details. Our aim here was to study poly-(phenyl-p-acryloyloxybenzoate) and also four poly-(p-alkoxy-phenyl-p-acryloylbenzoates). We used the following methods : texture observations under a polarizing microscope, density measurements, small and wide angle X ray scattering, laser light scattering, differential scanning calorimetry, electron microscopy. The results were compared to GPC measurements of molecular size, to NMR spectra and to X ray data on samples oriented by a magnetic field. We present a structural model for the nematic polymer : this explains why the polymer is not isomorphous to the nematic monomer phase. Polymerization in an oriented nematic monomer phase leads to a smectic (oriented) polymer, with the backbone normal to the magnetic field.