Temperature Controlled Mechanical Reinforcement of Polyacrylate Films Containing Nematic Liquid Crystals
Résumé
This investigation reports on the thermomechanical properties of Poly-tripropyleneglycoldiacrylate (Poly-TPGDA)/liquid crystal (LC) blends, developed via free radical polymerization processes, which are induced by Electron Beam (EB) and Ultraviolet (UV) radiation. The EB-cured Poly-TPGDA network exhibits a higher glass transition temperature (Tg), a higher tensile storage, and Young moduli than the corresponding UV-cured sample, indicating a lower elasticity and a shorter distance between the two adjacent crosslinking points. Above Tg of Poly-TPGDA/LC blends, the LC behaves as a plasticizing agent, whereas, for EB-cured networks, at temperatures below Tg, the LC shows a strong temperature dependence on the storage tensile modulus: the LC reinforces the polymer due to the presence of nano-sized phase separated glassy LC domains, confirmed by electron microscopy observations. In the case of the UV-cured TPGDA/LC system, the plasticizing effect of the LC remains dominant in both the whole composition and the temperature ranges explored. The rubber elasticity and Tg of Poly-TPGDA/LC films were investigated using mechanical measurements.
Cette étude rend compte des propriétés thermomécaniques des mélanges de poly-tripropylèneglycoldiacrylate (Poly-TPGDA)/cristaux liquides (LC), développés via des processus de polymérisation radicalaire, qui sont induits par un faisceau d'électrons (EB) ou un rayonnement ultraviolet (UV). Le réseau Poly-TPGDA durci par EB présente une température de transition vitreuse (Tg) plus élevée, un stockage en traction plus élevé et des modules d'Young que l'échantillon durci aux UV correspondant, indiquant une élasticité plus faible et une distance plus courte entre les deux points de réticulation adjacents. Au-dessus de la Tg des mélanges Poly-TPGDA/LC, la LC se comporte comme un agent plastifiant, alors que, pour les réseaux durcis à l'EB, à des températures inférieures à la Tg, la LC montre une forte dépendance de la température au module de traction de stockage : la LC renforce le polymère en raison de à la présence de domaines LC vitreux séparés en phase de taille nanométrique, confirmés par des observations de microscopie électronique. Dans le cas du système TPGDA/LC polymérisé aux UV, l'effet plastifiant du LC reste dominant à la fois dans l'ensemble de la composition et dans les plages de température explorées. L'élasticité du caoutchouc et la Tg des films Poly-TPGDA/LC ont été étudiées à l'aide de mesures mécaniques.
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