Photo-differential Scanning Calorimetry Study on Photopolymerization of Polyacrylate/E7 Liquid Crystal Blends - Université de Lille Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Journal of Macromolecular Science Part B Physics Année : 2018

Photo-differential Scanning Calorimetry Study on Photopolymerization of Polyacrylate/E7 Liquid Crystal Blends

Résumé

Photo-differential scanning calorimetry (photo-DSC) was used to investigate the cure kinetics of a photo-initiated polymerization of tripropylene glycol diacrylate (TPGDA) monomers mixed with a eutectic liquid crystal mixture, E7, chosen due to its significant optical properties. The thermal photo-polymerization reactions were performed in isothermal mode in order to identify and evaluate the different thermal effects occurring during the photo-polymerization reaction under UV light. The results obtained help to better understand the curing mechanisms as well as the kinetics of the curing reactions. The isothermal photo-DSC provided complex thermograms showing the presence of two thermal effects: an exothermic heat (positive activation energy) generated during the conversion of monomers and an endothermic heat produced by the UV lamp. The latter phenomenon was observed in our previous work and was associated to the heating of the polymer dispersed liquid crystals (PDLC) material by the UV irradiation lamp. The dependence of photopolymerization on the time and intensities of the curing UV light were investigated. The results showed that the high intensity UV light heats the material and slows the process of phase separation which, in turn, affects the electro-optical properties of the material under study. The photo DSC results also revealed that the heating of the system was insignificant and can, therefore, be neglected, for materials exposed to UV radiation with an irradiation time of 5 seconds and a low intensity of 13.80 mW/cm2
La calorimétrie à balayage photodifférentiel (photo-DSC) a été utilisée pour étudier la cinétique de durcissement d'une polymérisation photo-initiée de monomères de diacrylate de tripropylène glycol (TPGDA) mélangés à un mélange de cristaux liquides eutectiques, E7, choisi en raison de ses propriétés optiques importantes. Les réactions de photo-polymérisation thermique ont été réalisées en mode isotherme afin d'identifier et d'évaluer les différents effets thermiques se produisant lors de la réaction de photo-polymérisation sous lumière UV. Les résultats obtenus permettent de mieux comprendre les mécanismes de durcissement ainsi que la cinétique des réactions de durcissement. La photo-DSC isotherme a fourni des thermogrammes complexes montrant la présence de deux effets thermiques : une chaleur exothermique (énergie d'activation positive) générée lors de la conversion des monomères et une chaleur endothermique produite par la lampe UV. Ce dernier phénomène a été observé dans nos travaux précédents et était associé au chauffage du matériau à cristaux liquides dispersés dans un polymère (PDLC) par la lampe d'irradiation UV. La dépendance de la photopolymérisation sur le temps et les intensités de la lumière UV de durcissement ont été étudiées. Les résultats ont montré que la lumière UV à haute intensité chauffe le matériau et ralentit le processus de séparation de phase qui, à son tour, affecte les propriétés électro-optiques du matériau à l'étude. Les résultats de la photo DSC ont également révélé que l'échauffement du système était insignifiant et peut donc être négligé, pour des matériaux exposés à un rayonnement UV avec un temps d'irradiation de 5 secondes et une faible intensité de 13,80 mW/cm2
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Dates et versions

hal-03871984 , version 1 (25-11-2022)

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Citer

Z. Hadjou Belaid, L. Mechernene, F. Z. Abdoune, A. Berrayah, Ulrich Maschke. Photo-differential Scanning Calorimetry Study on Photopolymerization of Polyacrylate/E7 Liquid Crystal Blends. Journal of Macromolecular Science Part B Physics, 2018, Journal of Macromolecular Science, Part B, 58 (1), pp.1-15. ⟨10.1080/00222348.2018.1452496⟩. ⟨hal-03871984⟩
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