DIELEC
Dielectric properties for a new generation of polymer materials
La plupart des plastiques ou polymères courants sont des isolants électriques, c’est-à-dire qu’ils empêchent le transport des électrons. Cette propriété les rend particulièrement adaptés à des applications telles que le revêtement des câbles électriques. Cependant, dans les polymères naturels, les mélanges de polymères issus du recyclage ou les polymères nanocomposites (avancés), et même dans les polymères neutres, les positions des charges électriques positives et négatives ne coïncident pas.
Ainsi, lorsqu’un courant électrique alternatif (ou un champ électrique alternatif) est appliqué à un polymère placé entre deux plaques, la réponse varie en fonction du diamètre des plaques, de l’épaisseur du matériau, de la tension, de la fréquence et de la température, en raison des interactions dipolaires. Ces propriétés mettent en jeu des effets de polarisation qui doivent être pris en compte dans la caractérisation courante et avancée des matériaux destinés aux applications électriques.
Le petit équipement utilisé dans le cadre de ce projet est un accessoire de rhéologie diélectrique permettant de mesurer la conductivité électrique dans une large gamme de conditions expérimentales (déformation, taux de cisaillement, température). L’analyse de cette réponse diélectrique permet de déduire la conformation des chaînes macromoléculaires du polymère, les interactions entre les chaînes, le type de polarisation (interfaciale, ionique, dipolaire, atomique ou électronique) et, surtout, la capacité de stockage de l’énergie.
Le suivi des propriétés diélectriques constitue une technique puissante pour comprendre la microstructure des matériaux, laquelle est influencée par les procédés de mise en œuvre (coulée en solution, moulage par injection, coextrusion multicouche). Ainsi, la possibilité de mesurer ces propriétés à différentes températures et sous différentes déformations pourrait permettre de révéler de nouvelles applications et d’améliorer la sélection des matériaux dans le cadre de l’électrification durable de demain.
