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1
Chen, Xiao Hua. "Patterning etch masks via the "Grafting-from polymerization." Diss., Georgia Institute of Technology, 2000. http://hdl.handle.net/1853/30768.
Full text
2
Cuoq, Fabrice. "Fonctionnalisation d’un nouveau matériau pour le traitement de l’eau potable par floculation lestée." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4337.
Full textAbstract:
Le but de ce projet a été d'améliorer un procédé de clarification développé par VEOLIA Environnement : l'Actiflo®. L'Actfilo® est basé sur l'ajout de microsable lors de l'étape de floculation afin d'augmenter les vitesses de décantation. Toutefois, une importante quantité de polymère est continuellement ajoutée au procédé, et des résiduels de ce dernier peuvent être rencontrés dans les eaux décantées. Notre travail a été de fonctionnaliser (i.e. greffer) le microsable avec un polymère floculant afin de pouvoir recycler en continu le matériau hybride par hydrocyclonage. La fonctionnalisation par « Grafting Onto » a consisté à greffer un polymère floculant commercial sur le microsable alors que la fonctionnalisation par « Grafting From » a consisté à faire croître un polymère floculant depuis la surface. Les capacités floculantes des microsables ont été testées en essais classiques de coagulation/floculation. Les microsables fonctionnalisés avec un polymère cationique par « Grafting From » ont démontré leur supériorité en conduisant à un abattement en Carbone Organique Dissous (COD) de 25% contre un abattement de 15 % pour le procédé classique ou pour les microsables fonctionnalisés par « Grafting Onto ». Une turbidité légèrement supérieure est toutefois toujours obtenue avec les sables fonctionnalisés par rapport à l'ajout de polymère libre (+ 0,5 NTU). Enfin, des procédés de régénération permettant de réutiliser les microsables ayant servi en coagulation/floculation ont été mis en place, le plus efficace d'entre eux étant un traitement à base d'Acide Oxalique. Ce traitement a permis de régénérer les propriétés floculantes du sable sur deux cycles<br>The purpose of this project was to improve a clarification process developed by VEOLIA Environment: The Actiflo®. The Actfilo® is based on adding microsand in the flocculation stage in order to increase the speed of sedimentation. However, a significant amount of polymeric flocculant is continuously added to the process, and residuals can be found in the decanted water. Our work was to graft a polymeric flocculant onto microsand in order to recycle the full hybrid material through hydrocycloning. Functionalization by "Grafting Onto" was based on grafting a commercial polymer onto microsand whereas “Grafting From” was based on surface-initiated polymerization. Flocculation properties of functionalized microsands were then tested in conventional coagulation/flocculation tests where the effectiveness of the two grafting methods was compared. Cationic functionalized sands, obtained by “Grafting From”, exhibit the best properties as a decrease of Dissolved Organic Carbon of 25% was reached whereas a decrease of 15% was reached by adding free polymer or adding sands from the “Grafting Onto” method. However final turbidity value was always slightly lower for the flocculation that occured when free polymer was added (- 0,5 NTU). Finally, regeneration processes to recycle the functionalized sands were established. The most effective of them being a treatment with Oxalic Acid. This treatment allowed us to regenerate flocculating properties of functionalized sands twice
3
Beaugeard, Vincent. "Développement de nouveaux matériaux fonctionnalisés pour application dans un procédé de traitement par flottation." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS229.
Full textAbstract:
Dans le cadre des procédés de clarification d'eau de surface, les flocs formés au cours des étapes de coagulation et de floculation peuvent être séparés de l'eau traitée par décantation ou par flottation. Dans ce dernier cas, le procédé actuellement en vigueur est la flottation à air dissous et présente un certain nombre d'inconvénients. Ainsi, dans ce contexte, la présente thèse consiste à développer un matériau innovant, à la fois flottant et floculant, pour une application dans un procédé de flottation sans air. Dans un premier temps, l'élaboration de billes de polystyrène expansibles utilisant l'eau ou l'éthanol comme agent gonflant a été réalisée. D'autres billes ont ensuite été préparées en présence de 4-(chlorométhyl)styrène comme co-monomère puis la polymérisation par transfert d'atome amorcée en surface (SI-ATRP) de l'acrylamide a été effectuée avec succès. L'impossibilité d'expanser ces matériaux a ensuite conduit à l'exploration de nouvelles voies de synthèse avec la fonctionnalisation de matériaux flottants existants par des techniques de « grafting from » ou « grafting onto ». Quelle que soit la voie envisagée, la première étape a consisté à réduire les fonctions nitrile en amine primaire en présence d'hydrure d'aluminium lithium. Après fonctionnalisation par du bromure de bromoisobutyryle ou du chlorure d'acryloyle, il a été possible de venir greffer de l'acrylamide par SI-ATRP ou de l'amidon via un amorceur redox, respectivement. Les matériaux flottants/floculants obtenus ont été testés lors de flottatests. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec les microsphères fonctionnalisées par de l'amidon anionique. Ces dernières ont permis d'abattre la turbidité de l'eau, ont ensuite été régénérées avec succès, par des bains d'acide oxalique ou de dithionite de sodium, et employées durant plusieurs cycles flottatest/régénération avec des résultats reproductibles<br>At the end of clarification process, after coagulation-flocculation steps, flocs can be removed from treated water by settling or flotation. In the latter case, Dissolved Air Flotation is the currently used process. However, this method showed important drawbacks, especially an important energetic cost due to the production of air saturated water. In that context, the goal of the reported work dealt with achieving air-free flotation using innovative floating materials. First of all, the synthesis of expandable polystyrene beads using water or ethanol as blowing agent was investigated. Other beads containing both styrene and 4-(chloromethyl)styrene were prepared. Then, surface initiated atom transfer radical polymerization of acrylamide (SI-ATRP) was achieved. Unfortunately, the expansion of such materials was not possible. Therefore, the second part focused on the functionalization of Expancel beads by “grafting from” or “grafting onto” techniques. The first step consisted in reducing some nitrile functions at the surface into primary amine ones. After functionalization with bromoisobutyryl bromide, the SI-ATRP of acrylamide was performed in water at room temperature. On the other hand, the acryloyl chloride was grafted onto amine functions, and grafting of starch was achieved using a redox initiator. All materials obtained have been used for flocculation/flotation tests and demonstrated satisfactory performances in terms of turbidity removal. Beads functionalized with starch have been successfully regenerated with oxalic acid and sodium dithionite and kept appropriate efficiency during several flotation/regeneration cycles
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Nuss, Stefan. "Polymermodifizierung von Metall- und Halbleiternanopartikeln durch ATRP "grafting from"-Polymerisation." [S.l.] : [s.n.], 2004. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=977228878.
Full text
5
Kelly, Stuart. "Grafting the sub-terrain: Working from the ground up in Mowbray." Master's thesis, University of Cape Town, 2018. http://hdl.handle.net/11427/28178.
Full textAbstract:
The sub-terrain is the foundation for plant growth. Soils are important for biodiversity, supporting animal and plant life above and below the earth's surface. Soil profiles have diverse physical, chemical and biological properties and can assist in reducing pollution by harmful substances through soil absorption properties. The sub-terrain also has the ability to capture and store water to assist in providing water supply. However, soils found within the urban environment have been negatively impacted and altered by human activity resulting in poor structure and depleted properties. Grafting is a horticultural technique used for propagation of similar productive trees, combining one plant portion with another to assist growth of the plant as an integrated whole. The concept of grafting can be applied to soils and reshaping of the sub-terrain. This will be achieved by cutting out the fragments of the current sub-terrain and inserting alternative soil types that consist of varying properties. This cut and fill of the sub-terrain cab be viewed as the equivalent to grafting two similar plant species together. Inserting fragments of improved soil profiles into portions of Mowbray's current sub-terrain has the ability to alter the current nature of the streetscape leading up to and including Mowbray's public transport hub. This rejuvenation of the sub terrain will result in improved soil profile conditions, providing the opportunity to incorporate pockets of various productive trees. Redesigning the soil profiles will result in greater biodiversity, improved ground water storage and an enhanced productive landscape, as well as create an unusual type of landscape and experience, grown from the ground up.
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Wåhlander, Martin. "Controlled Polymer Grafting from Nanoparticles for the Design of Dielectric Nanocomposites." Doctoral thesis, KTH, Ytbehandlingsteknik, 2017. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-204036.
Full textAbstract:
The interest for polymeric nanocomposites has rapidly grown during the last decades, fuelled by the great potential and superior properties of nanoparticles (NPs). The production volumes of commercial NPs have increased exponentially during the last ten years, and the quality has been significantly improved. The aim of this study was to design polymer grafted commercially available metal-oxide NPs, and graphene oxide (GO), to develop isotropic (homogeneous) and anisotropic (heterogeneous) polymer nanocomposites for dielectric applications. The motivation was to formulate functional insulation materials for compact components in future power-grid systems using high-voltage direct-current (HVDC) or high-voltage alternating-current (HVAC), and to fabricate responsive sensor materials for monitoring e.g. temperature and voltage fluctuations in so called “Smart Grids”. Aluminium oxide (Al2O3), zinc oxide (ZnO) and reduced GO (rGO) NPs were modified with sparse polymer grafts via a controlled “covalent route” and were mixed with silicone (PDMS) or polyethylene matrices (EBA and LDPE) commonly used in HV-cable systems. The graft length and the graft-to-matrix compatibility were tailored to obtain nanocomposites with various self-assembled NP-morphologies, including well-dispersed, connected and phase-separated structures. The graft length was used to adjust the inter-particle distance of nanocomposites with continuous morphologies or connected (percolated) NPs. It was found that nanocomposites with percolated NPs and short inter-particle distances exhibited 10-100 times higher conductivity than the unfilled (neat) polymer, or displayed a rapid non-linear increase in conductivity (~1 million times) with increasingelectric field, while well-dispersed NPs with long inter-particle distances exhibited 10-100 times lower conductivity (i.e. higher resistivity) as an effect of their trapping of charge carriers. These tunable and functional properties are desirable for HV-insulation, field-grading applications, and flexible electronics. In addition it was shown that GO modified with dense polymer grafts via a “physisorption route” formed suspensions with liquid crystals, or matrix-free GO-composites with well-dispersed GO in isotropic or nematic states. These materials were reinforced by the GO, and exhibited elevated glass transition temperatures and a rapid thermo-responsive shape-memory effect, and are thus proposed to have a great potential as sensor materials and responsive separation membranes.<br>Intresset för polymera nanokompositer har snabbt ökat under de senaste decennierna, drivet av den stora potentialen och de överlägsna egenskaperna hos nanopartiklar (NPs). Produktionsvolymerna för kommersiella NP har ökat exponentiellt under de senaste tio åren, och kvaliteten har förbättrats avsevärt. Syftet med denna studie var att polymer-ympa kommersiellt tillgängliga metalloxid-NPs, och grafenoxid (GO), för att designa isotropa (homogena) och anisotropa (heterogena) polymera nanokompositer för dielektriska tillämpningar. Motiveringen var att formulera funktionella isoleringsmaterial för kompakta komponenter i framtida kraftnätssystem som använder högspänd likström (HVDC) eller högspänd växelström (HVAC), samt att tillverka responsiva sensormaterial för övervakning av t.ex. temperatur- and spänningsvariationer i så kallade "Smart Grids". Aluminiumoxid (Al2O3), zinkoxid (ZnO) och reducerad GO (rGO) NPs modifierades med glesa polymerympar via en kontrollerad "kovalent väg" och blandades med silikon (PDMS) eller polyeten matriser (EBA och LDPE) som är vanliga i HV-kabelsystem. Ymplängden och ymp-till-matrix kompatibiliteten skräddarsyddes för att erhålla nanokompositer med olika självordnande NP-morfologier, inklusive väldispergerade, länkade och fasseparerade strukturer. Ymplängden användes för att justera partikelavståndet i nanokompositer med förbundna morfologier eller länkade NPs. Man fann att nanokompositer med länkade NPs och korta interpartikelavstånd uppvisade 10-100 gånger högre konduktivitet än den ofyllda (rena) polymeren, eller erhöll en snabb icke-linjär ökning i konduktivitet (~1 miljon gånger) med ökande elektriskt fält, medan väldispergerade NPs med långa interpartikelavstånd uppvisade 10-100 gånger lägre ledningsförmåga (dvs. högre resistivitet) som en effekt av deras infångande av laddningsbärare. Dessa inställbara och funktionella egenskaper är önskvärda för HV-isolering, fältstyrande applikationer och flexibel elektronik. Dessutom visades att GO, som modifierats med täta polymerympar via en "fysisorptionsväg", bildade suspensioner med flytande kristaller, eller matrisfria GO-kompositer med väldispergerad GO i isotropa eller nematiska tillstånd. Dessa material armerades av GO och uppvisade förhöjda glastransitionstemperaturer och en snabb värmeresponsiv form-minneseffekt, och föreslås därigenom ha en stor potential som sensor-material och responsiva separationsmembran.<br><p>QC 20170323</p>
7
Lönnberg, Hanna. "Ring-opening polymerization from cellulose for biocomposite applications." Doctoral thesis, KTH, Ytbehandlingsteknik, 2009. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-10455.
Full textAbstract:
There is an emerging interest in the development of sustainable materials with high performance. Cellulose is promising in this regard as it is a renewablere source with high specific properties, which can be utilized as strong reinforcements in novel biocomposites. However, to fully exploit the potential ofcellulose, its inherent hydrophilic character has to be modified in order toimprove the compatibility and interfacial adhesion with the more hydrophobicpolymer matrices commonly used in composites.In this study, the grafting of poly(ε-caprolactone) (PCL) and poly(L-lactide)(PLLA) from cellulose surfaces, via ring-opening polymerization (ROP) of ε-caprolactone and L-lactide, was investigated. Both macroscopic and nano-sizedcellulose were explored, such as filter paper, microfibrillated cellulose (MFC),MFC-films, and regenerated cellulose spheres. It was found that thehydrophobicity of the cellulose surfaces increased with longer graft lengths, andthat polymer grafting rendered a smoother surface morphology.To improve the grafting efficiency in the ROP from filter paper, both covalent(bis(methylol)propionic acid, bis-MPA) and physical pretreatment (xyloglucanbisMPA)were explored. The highest grafting efficiency was obtained with ROPfrom the bis-MPA modified filter papers, which significantly increased amountof polymer on the surface, i.e. the thickness of the grafted polymer layer.MFC was grafted with PCL to different molecular weights. The dispersability innon-polar solvent was obviously improved for the PCL grafted MFC, incomparison to neat MFC, and the stability of the MFC suspensions was better maintained with longer grafts. PCL based biocomposites were prepared from neat MFC and PCL grafted MFCwith different graft lengths. The polymer grafting improved the mechanical properties of the composites, and the best reinforcing effect was obtained when PCL grafted MFC with the longest grafts were used as reinforcement.A bilayer laminate consisting of PCL and MFC-films grafted with different PCL graft lengths displayed a gradual increase in the interfacial adhesion with increasing graft length.The effect of grafting on the adhesion was also investigated via colloidal probeatomic force microscopy at different temperatures and time in contact. A significant improvement in the adhesion was observed after polymer grafting.<br>QC 20100730
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Labet, Marianne. "Grafting ε-caprolactone from the surface of polysaccharide nanocrystals : towards the preparation of nanocomposites from nature". Thesis, University of Nottingham, 2012. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.582573.
Full textAbstract:
The objective of the work reported in this manuscript was to contribute to the reduction of the amount of non-biodegradable waste. The approach chosen was the possibility to add value to the biomass while making fully biodegradable nanocomposites from polysaccharide nanocrystals and biodegradable polymers. This was achieved by initiating polymer chains from the surface of polysaccharide nanocrystals. The first part of this manuscript, encompassing chapters 1 & 2, deals with the state of the art of polysaccharide-based materials. In chapter 1, composite materials are defined, polysaccharides of interest introduced and polysaccharide-based composites described. In chapter 2, the attention is brought to the case of polysaccharides/polycaprolactone composites and a detailed description of their preparation is given. The second part, regrouping chapters 3 & 4, summarizes the experimental aspect of the work carried out. Materials, equipment, methods and characterization techniques are described. The third part of this thesis describes the work that was done on starch nanocrystals. It embraces chapters 5 to 7. In Chapter 5, starch nanocrystals are presented. Chapter 6 details the results obtained when metal-based compounds are used as a catalyst for the SI- ROP of s-caprolactone from starch nanocrystals. Chapter 7 demonstrates that organic acids are better catalysts for this reaction. The fourth and final part of the manuscript, including chapters 8 to 10, describes the results obtained with cotton nanocrystals as a substrate. Chapter 8 gives details about the unmodified cotton nanocrystals and explains how cotton-g-PCL nanocrystals should theoretically look. Chapter 9 demonstrates that a purification stage is necessary to remove all adsorbed impurities at the surface of freshly prepared nanocrystals. Chapter 10 deals with the optimization of the SI-ROP of s-caprolactone from cotton nanocrystals when citric acid is used as a catalyst and characterizes a range of cotton-g-PCL samples with various amounts of PCL.
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McGinty, Kathryn Mary. "Surface Modification of Poly(vinyl chloride) by Physisorbed Free Radical Initiation for Reduced Plasticizer Migration and Antimicrobial Properties." University of Akron / OhioLINK, 2008. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=akron1226615844.
Full text
10
Glogowski, Elizabeth M. "Nanoparticle functionalization and grafting-from chemistry for controlling surface properties and nanocomposite behavior." Amherst, Mass. : University of Massachusetts Amherst, 2009. http://scholarworks.umass.edu/dissertations/AAI3349701/.
Full text
11
Nugroho, Robertus Wahyu Nayan. "Steric Stabilization of Polylactide particles achieved by Covalent 'grafting-from' with Hydrophilic Polymers." Licentiate thesis, KTH, Polymerteknologi, 2013. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-122429.
Full textAbstract:
Despite numerous advantages of using particles in a wide range of applications, they have one drawback that is their tendency to agglomerate. One way to overcome this problem is to sterically stabilize the particles by introducing polymeric chains covalently attached to the surface. Surface modification by covalently attaching polymer chains to the particle surface can be achieved by e.g. a ‘grafting-from’ technique under UV irradiation. In this thesis, polylactide (PLA) particles were surface modified, under UV irradiation, with the hydrophilic monomers: acrylamide (AAm), acrylic acid (AA), and maleic anhydride (MAH). The developed ‘grafting-from’ technique was shown to be nondestructive method for surface modification of PLA particles of two different geometries. The change in surface chemistry of the PLA particles was confirmed by FTIR and XPS, indicating the success of the surface grafting technique. Force interaction between two surface grafted PLA substrates was measured by colloidal probe AFM in different salt concentrations. In order to understand the repulsive force, the AFM force profiles were compared to the DLVO theory and AdG model. Long range repulsive interactions were mainly observed when hydrophilic polymers were covalently attached to the surface of PLA particles, leading to steric interaction. Attractive force dominated the interaction when neat PLA particle was approaching each other, resulting in particle aggregation, even though short range repulsion was observed at small separation distance, i.e. approximately 10 nm. Attractive interaction was also observed when neat PLA was approaching to PAA-grafted PLA substrate. This attractive interaction was much greater than force interaction between two neat PLA substrates. The surface grafted particles can be used in biomedical application where secondary interactions are important to overcome particle agglomeration such as particle-based drug delivery.<br><p>QC 20130529</p>
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Raguzin, Ivan. "Self-assembly and functionality of polymer bottle brushes on surfaces." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2015. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-164686.
Full textAbstract:
In the past decade there has been a growing interest in one-dimensional (1D) nanostructures, such as nanowires, nanotubes and nanorods, owing to their size-dependent optical and electronic properties and their potential application as building blocks, interconnects and functional components for assembling nanodevices. One of the ways to obtain such architectures is a template-directed synthesis which is practically a straightforward route to 1D nanostructures. In this approach, the template simply serves as a scaffold, within (or around) which a different material is generated in situ and shaped into a nanostructure with its morphology complementary to that of the template. It is generally accepted that template-directed synthesis provides a simple, high-throughput, and cost-effective procedure that also allows the complex topology present on the surface of a template to be duplicated in a single step.
In the current work, utilization of the molecular bottle brushes as templates is proposed for the fabrication of conductive nanorods. Their non-spherical macromolecular geometries and lengths up to a few hundred nanometers allow the application of these structures in nanowire synthesis. The variety of molecular bottle brush architectures and their composition enables the adjustment of appropriate conditions for the preparation of conductive materials. Moreover, the ability of the brushes to assemble on a surface under certain conditions provides their usage as building blocks for the preparation of complex conductive networks. Here, the preparation, characterization, and applications of molecular bottle brushes are discussed. Two main goals were pursued.
First, to deepen the knowledge in the synthesis of molecular bottle brushes, and to investigate their behavior on the surface. Second, to explore the application of the brushes as templates or building blocks for the formation of conductive nanowires. For the purpose, new ways of molecular brush synthesis by using the “grafting to” approach had to be developed. It was found that the reaction of nucleophilic addition based on pentofluorophenol chemistry and a coupling “click chemistry” reaction can be used to fabricate molecular brushes. Both methods showed efficient results and demonstrated high reactivity of the backbone with the end groups of the side chains. The “click chemistry” approach, however, demonstrated better results considering higher thicknesses of the brushes and, therefore, higher grafting density of the side chains. The “grafting to” together with the “grafting from” methods are very powerful synthetic tools, which can be used in the fabrication of any desired molecular bottle brush architectures.
Additionally, complexation of oppositely charged bottle polymer brushes at a single-molecule level using AFM and CryoTEM was experimentally investigated. It was found that polyelectrolyte complexes have “scrambled-egg” morphology, where oppositely charged polymer chains are not oriented parallel to each other but cross each other.
Furthermore, molecular bottle brushes were used as templates for the preparation of conductive nanowires. Three approaches for their fabrication were tested. It was found that brushes could easily be covered with various conductive materials, for example conductive polymers or metals. It was showed that for very small, tiny objects as molecular bottle brushes, one can use FIB in order to build up electrodes at its ends. The electrodes could be sputtered with an accuracy of 500 nm and further be used in the determination of the conductivity. The molecular bottle brushes covered with palladium showed the resistance of 50 MΩ, which, regarding the size of the brush, corresponds to a conductivity of one single molecule being ~1 S*cm-1. The obtained conductivity data were in good correlation with the data found in literature.
We believe that the molecular bottle brushes have high potential applicability for the building of complex conductive networks. Future refinement of the synthetic methods, combined with improvements in structuring and positioning of objects at the nanoscale, could lead to their implementation in the construction of high-performance electronic devices.
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Däbritz, Frank. "Hyperstern-Polymere mit hochverzweigten Kernen und polaren Armen - Ihre Synthese, Charakterisierung und Anwendung als Reaktivbinder in Epoxy-basierten Photo- und Thermolacken." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2011. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-77588.
Full textAbstract:
Diese Dissertation beschreibt die Synthese und Charakterisierung neuartiger Hyperstern-Polymere (HSP) und deren Funktion als Reaktivbinder in Epoxy- bzw. PUR-Harzen. Hyperstern-Polymere sind Hybride aus hochverzweigten (hvz) und linearen Polymeren. Sie können über ihre reaktiven OH-Gruppen als multifunktionelle hochverzweigte Quervernetzer kovalent in ein kationisch härtendes Epoxyharz einbinden und thermische sowie thermomechanische Eigenschaften verbessern.
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Lott, Joseph Robert. "Reversible addition-fragmentation chain-transfer (RAFT) polymerization in grafting polymer chains from TiO₂ nanoparticles /." Online version of thesis, 2006. https://ritdml.rit.edu/dspace/handle/1850/2878.
Full text
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Admans, Loretta Louise. "Radioanalytical methods applied to blood fractions from patients undergoing coronary artery bypass grafting (CABG) surgery." Thesis, University of Surrey, 2003. http://epubs.surrey.ac.uk/843433/.
Full textAbstract:
Instrumental Neutron Activation Analysis (INAA) and Proton Induced X-ray Emission (PIXE) analysis have been employed to determine the elemental content of blood fractions. Blood fractions were collected pre-, during and post-operatively from patients undergoing Coronary Artery Bypass Grafting (CABG) surgery to investigate the changes in elemental concentration that occur during surgical intervention. Changes in elemental status in blood fractions are well recognised as being associated with a person's health. Eryhrocytes and leukocyte cells i.e. peripheral blood monocytes (PBMC) and polymorphonuclearcytes (PMN), were examined because of their varying lifespans. In addition leukocytes are involved in inflammation and the immune response. Analysis of PBMC and PMN by INAA and PIXE analysis is new research. This study has verified that a contamination free separation method using density gradient separation is achievable with detection by INAA of Mg, Mn and Se. Calibration factors were determined for PIXE analysis and are to be implemented into a new PIXE analysis software database and used to describe the system when determining elemental concentrations, useful for both internal and external users of the ion beam analysis facilities. PIXE analysis was conducted on the surface of what are now recognised as very thin and fragile samples. Lack of homogeneity demonstrated by the leukocyte subfractions meant that conventional PIXE analysis software was unable to quantify elements. IBA (ion beam analysis) DataFurnace software, never previously used for PIXE analysis, was investigated and tested to see if its depth profiling capabilities could define inhomogeneous, multilayered samples. This proved successful. Major elements (C, N, O, Na, Cl) were determined by DataFurnace and the subsequent elemental concentrations (Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Cr, Fe, Ni, Cu, Zn, Se, Br, Rb, Sn, I) of PBMC and PMN were achieved. Erythrocyte analysis demonstrated that P, S, Cl, K, Ca, Fe, Cu, Zn, Br and Rb could be detected and differences in concentration of S, Cl, Fe and Ca from patients undergoing CABG surgery were found.
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Fernandez, Garcia Guglielmo. "Lanthanide-based SMMs : from molecular properties to surface grafting exploiting multi-level ab initio techniques." Thesis, Rennes 1, 2017. http://www.theses.fr/2017REN1S171/document.
Full textAbstract:
Cette thèse de doctorat a été réalisée en cotutelle entre les Universités de Rennes 1 en France et de Florence en Italie. L’objectif de ce travail est tout d’abord de rationaliser les propriétés inter- et intramoléculaires de molécules-aimants (Single Molecule Magnet – SMM) à base d’ions lanthanides (“partie moléculaire”) et puis leur évolution une fois absorbé sur surface (''partie sur surface''). Ces deux aspects ont été examinés dans un cadre théorique et computationnel, en utilisant différentes techniques multi-niveaux, de periodic Density Functional Theory (pDFT) en utilisant une approche post-Hartree-Fock, en fonction de la variable expérimentale d’intérêt. Les molécules-aimants sont d'un intérêt particulier pour le design de nouveaux matériaux magnétiques dans la science des surfaces (comme la spintronique), mais elles permettent également une connaissance des propriétés électroniques et magnétiques approfondie est également nécessaire<br>The Ph.D. project was a joint agreement between two universities: Université de Rennes 1 in France and Università di Firenze in Italy. The project aimed to shed light on the rationalization of the inter- and intramolecular properties of novel lanthanide-based Single Molecule Magnets, SMMs, (“molecular part”) and their evolution once adsorbed on surface (“surface part”). Both aspects are examined within a theoretical and computational framework, with different multi-level techniques ranging from periodic Density Functional Theory (pDFT) to post-Hartree-Focks approaches, depending on the experimental observable of interest. SMMs are, indeed, at the cutting-edge in the design of novel magnetic materials in surface science (as spintronics or memory storage devices), but for their exploitation a deep understanding of their electronic and magnetic properties is needed
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Wu, Zhenghao. "Investigating the Effects of Grafting and Chain Stiffness on Nanoconfined Polymers from Molecular Dynamics Simulation." University of Akron / OhioLINK, 2018. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=akron1525861929889197.
Full text
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Zhang, Jianxia. "Active Response of Polymer Materials from External Stimuli – Solvents and Light; Grafting Reactions on Perovskite Layers." ScholarWorks@UNO, 2012. http://scholarworks.uno.edu/td/1498.
Full textAbstract:
The active response of a series of polymeric materials was investigated. Both solvent activated and light activated thin films and wire systems show dynamic behaviors when exposed to different stimuli.
Solvent mediated fluxional behavior of polymer thin films involved extensive, rapid curling both on infusion and evaporation of good solvents. These films can be either lab-fabricated ones or commercial ones, and the curling behavior can be as fast as seconds. Conditions including polymer materials, chosen solvents, and film geometry can affect the behavior.
Methods that allowed for the creation and retention of distorted wire structures were also developed; the asymmetric sputtering of metal components on micron-sized wires permitted for the capture of curled wire components on solvent exposure. The asymmetric metal coated wires which were fabricated within a template of glass capillary arrays (GCA) membrane have shown instant (< 1 s) deformation when exposed to the proper solvents. Deformed shapes can be retained or the original linear shape recovered, depending on the metal film thicknesses.
Photostimulation of wires was also investigated and showed a notable dynamic response but not as extensive as with the solvent induced behavior. Micron sized wires made with azobenzene-polyacrylate, exhibited a bending behavior when irradiated with 365 nm UV light and recovered under visible light. The bending behavior can be as slow as several minutes per degree while recovery was relatively faster.
Additional efforts with polymers involved the formation of polymeric organic-inorganic hybrids where organic monomers, grafted to perovskite layers, were polymerized within the oxide’s interlayers. Reactions were carried out on protonated perovskite, hydrogen lanthanum niobate (HLaNb2O7). Alcoxyl groups were first grafted to the oxide and the monomer was substituted by exchange reaction with the alcoxyl groups.
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Bui, Thi Tuyet Van. "Redox active ionic liquids from synthesis to surface modification : grafting and surface polymerization towards functional electrode materials." Sorbonne Paris Cité, 2015. http://www.theses.fr/2015USPCC205.
Full textAbstract:
Les liquides ioniques sont des sels formés par l'association d'un anion et d'un cation, dont l'un des deux au moins est organique, ayant une température de fusion inférieure à 100°C. Un des avantages des liquides ioniques réside dans la possibilité d'adapter la structure de celui -ci en fonction des propriétés désirées. En modifiant à volonté la nature du cation ou de l'anion, il est possible d'accéder à des propriétés tout à fait originales. Tout un domaine de recherche a été récemment dédié au développement de séries de cations et d'anions fonctionnalisés permettant d'obtenir des liquides ioniques à tâches spécifiques. En synthétisant des monomères polymérisables, nous avons développé une nouvelle famille de liquide ionique : les polymères liquides ioniques électroactifs. Ces liquides ioniques et polymères liquides ioniques électroactifs ont des potentialités intéressantes dans différents domaines tels l'électronique moléculaire, les (bio)capteurs, la transduction d'énergie, les actionneurs électrochimiques, les cellules photovoltaïques, les surfaces intelligentes, les mémoires organiques, ainsi que les batteries organiques. Depuis les années 2000, on assiste à un développement considérable des électrodes modifiées par des liquides ioniques. Le travail réalisé dans cette thèse est centré sur les points suivants : (i) la synthèse de liquides ioniques électroactifs, (ii) le greffage électrochimique de liquides ioniques électroactifs, et (iii) l'immobilisation de polymères liquides ioniques sur une surface d'électrode. Le manuscrit est divisé en six chapitres : - le Chapitre 1 décrit une revue présentant une généralité sur les liquidès ioniques et polymères liquides ioniques. La composition, la synthèse ainsi que les propriétés électrochimiques sont décrites ; - le Chapitre 2 est dédié à la synthèse des liquides ioniques ; -le Chapitre 3 détaille l'immobilisation de liquide ionique électroactif par une méthode électrochimique ; - le Chapitre 4 analyse l'élaboration de polymères liquides ioniques sur électrode en carbone par différentes méthodes : Graft-fast, Surface Electro-initiated Emulsion Polymerization (SEEP) et Surface-initiated atom transfer radical polymerization (SI-ATRP) ; -le Chapitre 5 décrit la préparation de polymères liquides ioniques bi-fonctionnels contenant des groupements ferrocène et anthraquinone par la méthode SI-ATRP ; - le Chapitre 6 résume l'essentiel des résultats obtenus lors de cette thèse ainsi que les perspectives<br>Ionic liquids (ILs) are described as a new class of molten salts consisting entirely of ions having a melting point below 100°C. Ionic liquids constitute a class of materials with many promising applications in very diverse fields. Their properties can be tailored by modifying the combination of ions in their composition. The introduction of the functional group forms "functionalized or task-specific ionic liquids" and allows us to tune the property for a particular application. Taking the advantage of introducing a monomer group to ILs, we can give rise a new family of functional polymer labeled polymeric ionic liquids or poly(ionic liquids) (PILs). ILs or PILs containing redox active groups are interesting because of their different applications such as molecular electronics, (bio)analytical sensor, energy transduction materials, electrochemical actuator, smart surfaces, solar cells, organic memory devices, as well as polymer based batteries. Since 2000, the research on ionic liquid-modified electrodes became intensively developing area. In term of electrochemical approach and considering the above factors, the work in this thesis focused on three points: i) synthesis of redox active ionic liquids, ii) grafting redox active ionic liquids by electrochemical process, iii) immobilization of redox poly(ionic liquids) on electrode surface. This thesis contains six chapters : -Chapter 1 presents an overview of ionic liquids and Poly(ionic liquids), their composition synthesis and use in electrochemical investigations. -Chapter 2 concentrates on the synthesis of ionic liquids (ILs) and report their protocol. - Chapter 3 reports the immobilization of task-specific ionic liquids on carbon electrodes by means of electrochemical grafting. Chapter 4 studies the formation redox Poly(ionic liquids) onto carbon electrode surfaces using four methods: direct electropolymerization, Graft-fast, Surface Electro-initiated Emulsion Polymerization (SEEP) and Surface-Initiated Atom Transfer Radical Polymerization (SI-ATRP). -Chapter 5 envisages the preparation of bi-functional PILs containing both ferrocene and anthraquinone on polymer chain by SI-ATRP method. -Chapter 6 lists the conclusions of this thesis and displays future prospects for the bi-functional materials
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Casimiro, Jessie. "Modifications de matériaux polymères pour des visées antibactériennes." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00651058.
Full textAbstract:
Maîtriser la biocontamination surfacique et les risques susceptibles d'y être associés demeure un challenge majeur. Cette maîtrise passe par la préparation de nouveaux matériaux polymères possédant des propriétés de surface adaptées. Dans cette optique le LCOM développe depuis quelques années une thématique consistant à mettre au point des méthodes de modifications de surfaces de matériaux polymères par greffage de biomolecules. [ ] [ ] [ ] Dans ce contexte, l'objectif de cette étude est de fonctionnaliser des films polymères de type poly (téréphtalate d'éthylène) (PET) avec des dérivés sucrés et/ou polysaccharides dans le but d'étudier le caractère bactériostatique, biocide et pro ou anti-adhésion. [ ] La préparation des matériaux se fait en plusieurs étapes :Etape 1 : Fonctionnalisation de surfaces polymères (films) par traitement plasma N2/H2 et NH3 pour introduire à la surface des fonctions amines. Cette technique modifie la surface sans changer les propriétés intrinsèques des matériaux.Etape 2 : Greffage d'un amorceur de polymérisation radicalaire par transfert d'atome (ATRP)Etape 3 : Polymérisation en surface d'un monomère sucré par ATRP (contrôle de la longueur des chaînes greffées). La mise au point des paramètres de polymérisation ATRP de ces monomères est d'abord menée en solution avant d'étudier la polymérisation en surface.Etape 4 : Etudes microbiologiques des surfaces modifiées.Après chaque étape de modification de surface, les matériaux sont caractérisés par différentes méthodes d'analyses telles que : la spectroscopie de photoélectrons X (XPS), la microscopie à force atomique, la chromatographie d'exclusion stérique. Des glycopolymères protégés et déprotégés issus du galactose et de la glucosamine ont été synthétisés. Ceux issus de la glucosamine ont été synthétisés afin de mimer les propriétés antibactériennes du chitosane. Le glycomonomère issu du galactose est polymérisé par ATRP par voie " grafting from " sur des surfaces de PET. Ces surfaces modifiées présentent des propriétés anti-adhésives intéressantes contre les bactéries du type Bacillus subtilis. En effet, après greffage du glycomonomère déprotégé, il n' ya plus d'adhésion de bactéries. Des polymères contenant des fonctions ammonium quaternaire et fluor ont aussi été greffés avec succès sur les films de PET par la même méthode.
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Ivanova-Mitseva, Petya K. "Development of advanced nanosized molecularly inprinted polymers via surface-initiatied 'living' radical polymerisation." Thesis, Cranfield University, 2012. http://dspace.lib.cranfield.ac.uk/handle/1826/7248.
Full textAbstract:
Surface-initiated photo-iniferter mediated controlled polymerisation was used as a technique for the development of advanced and smart materials. Molecularly imprinted polymer (MIP) shell nanoparticles (NPs) were synthesised in this way from PAMAM dendrimers, used as a graftable core, in 2 min irradiation time. Surprisingly the so-synthetised NPs were around 200 nm and had a cubic shape. Cont/d.
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Douadi-Masrouki, Siham. "Synthèse et caractérisation de films composites dopés par des nanoparticules magnétiques." Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066197.
Full textAbstract:
L’objectif de ce travail est d’élaborer des films minces composites contrôlables par un champ magnétique en incorporant des nanoparticules dans une matrice composée de copolymère dibloc symétrique s’organisant en lamelles sur un substrat plan. Le copolymère dibloc symétrique P(n-BMA)-b-PS a été synthétisé par ATRP et caractérisé par diverses méthodes. L’objectif étant d’obtenir une masse molaire élevée, supérieure à 100 000 g/mol. Les nanoparticules sont fonctionnalisées par du polystyrène par la méthode du grafting from afin de les rendre compatibles pour qu’elles puissent s’insérer au sein des phases lamellaires. Puis, les films composites sont élaborés par spin coating en incorporant ces nanoparticules -Fe2O3@PS au sein du film de copolymère. Ces films sont formulés par diverses méthodes de caractérisation, notamment par réflectivité des neutrons, afin de rendre compte de l’ordre lamellaire. De nouvelles particules magnétiques à base de maghémite et cobalt, CoxFe(1-x)O. Fe2O3 où le taux de cobalt x est faible (x = 3 et 7 %), sont également présentées et caractérisées.
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Albuerne, Julio [Verfasser]. "Modification of multiwall carbon nanotubes by grafting from controlled polymerization and their dispersion in a block copolymer matrix / Julio Albuerne." Kiel : Universitätsbibliothek Kiel, 2010. http://d-nb.info/1019902736/34.
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Loste, Julien. "Elaboration de matériaux composites transparents à base de nanoparticules hybrides cœur@écorce." Thesis, Pau, 2014. http://www.theses.fr/2014PAUU3054/document.
Full textAbstract:
L’incorporation de particules inorganiques dans une matrice polymère confère de nouvelles propriétés au matériau ou améliore de manière significative les propriétés déjà existantes. Cependant, l’apparence visuelle perçue, telle que la transparence, peut être altérée par des phénomènes de diffusion de la lumière par les particules. Cette diffusion de la lumière est principalement conditionnée par la dimension des particules –ou agrégats de particules- et la différence d’indice de réfraction entre la matrice et les charges. Afin de traiter ces deux problèmes, l’objectif de nos travaux était de contrôler simultanément l’état de dispersion des nanoparticules inorganiques dans la matrice polymère et l’indice de réfraction des nanoparticules de façon à l’ajuster à celui de la matrice. Pour élaborer ce nouveau composite, nous avons synthétisé des nanoparticules hybrides cœur@écorce avec un cœur inorganique qui apporte les nouvelles propriétés et une écorce polymère d’épaisseur contrôlée, obtenue par polymérisation radicalaire contrôlée par voie nitroxyde amorcée à la surface des nanoparticules inorganiques. L’écorce polymère limite l’agrégation des particules et permet de modifier l’indice de réfraction moyen des nanoparticules cœur@écorce. En contrôlant l’épaisseur et la nature chimique de l’écorce polymère, nous cherchons à ajuster l’indice de réfraction des nanoparticules cœur@écorce à celui de la matrice. Les nanoparticules ont ensuite été dispersées dans une matrice de poly(méthacrylate de méthyle). Les propriétés optiques des composites ont été caractérisées par spectrogoniophotométrie, afin d’obtenir des informations sur l’intensité et la distribution angulaire de la lumière transmise par le composite. La transparence des nanocomposites a été fortement améliorée en ajustant l’indice de réfraction des nanoparticules cœur@écorce à celui de la matrice<br>The incorporation of inorganic particles into a polymer matrix confers new properties to the material or enhances significantly existing properties. However, the perceived visual appearance, such as loss of transparency, might be modified by the scattering of light by the particles. This light scattering is mainly due to the particle –or aggregates of particles- dimensions and the refractive index difference between matrix and fillers. In order to address both issues, the objective of the present work was to control simultaneously the dispersion state of the inorganic nanoparticles into the polymeric matrix and the refractive index of the nanoparticles to match the one of the matrix. To achieve this new composite, we designed hybrid core@shell nanoparticles with an inorganic core that brings new properties and a polymer shell of controlled thickness, obtained by surface-initiated nitroxide mediated controlled radical polymerization. The polymer shell limits the aggregation of the particles and enables us to tune the average refractive index of the hybrid core@shell particle. By controlling the thickness and the chemical nature of the polymeric shell, we targeted to match the refractive index of the hybrid core@shell particle to the one of the polymeric matrix. The nanoparticles were further dispersed into a poly(methyl methacrylate) matrix. Optical properties of composites were characterized by spectrogoniophotometry which gave us informations about the intensity and the angular distribution of the transmitted light by the nanocomposites. The transparency of the nanocomposites was strongly enhanced for core@shell particles fulfilling the refractive index matching conditions
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Zindrou, Dlear. "Risk factors in relation to outcome from conary artery bypass grafting in European whites and Indian Subcontinent Asians in the UK." Thesis, Imperial College London, 2007. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.508482.
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Tran, Thi Nguyet. "Bio-based elastomeric composites for antibacterial and antifouling applications : methodology for the synthesis and grafting of functionalized oligomers issued from natural rubber." Thesis, Le Mans, 2018. http://www.theses.fr/2018LEMA1024/document.
Full textAbstract:
Ce manuscrit présente la synthèse de nouveaux matériaux élastomères dérivés du caoutchouc naturel et de monomères organiques possédant des propriétés antifouling et/ou antibactériennes, liés de manière covalente au réseau polymère. Des monomères acrylates originaux comportant un groupement bioactif (un groupe guanidinium ou des dérivés de l'acide Zostérique) ont été synthétisés et co-polymérisés avec des oligomères acrylates téléchéliques. Aucun relargage significatif des monomères bioactifs n’'a eu lieu après immersion dans l'eau. Les films auto-portés synthétisés uniquement à partir des oligoisoprènes de type acrylate ont montré une faible activité antibactérienne qui a pu être drastiquement améliorée en intégrant aux films des monomères bioactifs. Les revêtements se sont montrés actifs contre plusieurs souches de bactéries pathogènes, parmi lesquelles P.aeruginosa, S.aureus, Bacillus subtilis et S.epidermidis. Afin de greffer de manière covalente des brosses d'oligoisoprène sur des surfaces, de nouveaux oligoisoprènes bifonctionnels comportant un groupe terminal alkoxy-silane ont été préparés puis couplés avec des matériaux à base de silicium. Une autre approche a également été étudiée, consistant à pré-fonctionnaliser la surface avec des groupements amino puis à partir de ces fonctions à greffer des oligomères ayant des extrémités carbonylés. La post-polymérisation à partir des extrémités de chaîne libres à la surface a donné un revêtement épais d’'oligoisoprène offrant une forte résistance à l'immersion dans des solvants (eau, THF). De cette manière, nous avons pu accéder à des couches moléculaires denses et liées, à des films minces et à des revêtements épais<br>This manuscript presents the synthesis of new elastomeric materials based on natural rubber derived building blocks and organic monomers having antifouling and/or antibacterial properties, covalently bound to the polymer network. Original acrylate monomers bearing an organic bioactive moiety (a Guanidinium group or Zosteric acid derivates) were synthesized and co-polymerized with telechelic acrylate oligomers from polyisoprene. No significant leaching of the bioactive monomers occurred and the material resisted to long water immersions. Freestanding films prepared from acrylate oligoisoprenes also showed a weak antibiofouling activity which was drastically increased by integrating the guanidinium and the Zosteric acid monomers. The coatings were active against several strains of pathogenic bacteria among which Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis and Staphylococcus epidermidis. In order to covalently graft oligoisoprenes to surfaces, new bifunctional oligoisoprenes bearing an alkoxy-silane end moiety were designed and coupled with silicon-containing materials. An alternative approach was followed by prefunctionalizing the surface with amino groups and by covalently grafting oligomers with carbonyl chain-ends. Post-polymerization from the surface free chain-ends resulted in a thick oligoisoprene coating with strong resistance to solvent immersion (water, THF). In this way, we were able to build dense and tethered molecular layers, thin films and thick coatings
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Bedel, Sophie. "Conception de nouvelles surfaces à propriétés antibactériennes." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112358.
Full textAbstract:
La biocontamination des surfaces et les risques associés sont des enjeux majeurs économiques et de santé publique. Afin de limiter ou empêcher l’adhésion bactérienne, une des solutions possible consiste en la modification des propriétés des surfaces, afin de leur conférer les fonctions voulues. Dans ce contexte, l’objectif de cette étude est de modifier des surfaces de types métallique (acier) ou polymère : poly(téréphtalate d’éthylène) par des glycomonomères ou des monomères bioactifs. La stratégie de modification des surfaces s’effectue en plusieurs étapes.La première étape permet d’incorporer des fonctions réactives sur les surfaces par traitement acide puis réaction avec la dopamine, ou par traitement plasma ammoniaque. Des fonctions hydroxyle et amine sont introduites. Par la suite un amorceur de polymérisation par transfert d’atome est greffé sur les surfaces. Les monomères sont synthétisés et leur polymérisation étudiée en solution, dans un premier temps dans les conditions de polymérisation radicalaire classique, puis par polymérisation par transfert d’atome. Les conditions optimales sont déterminées, puis les polymérisations sur surfaces effectuées. La dernière étape concerne l’étude des propriétés microbiologiques des surfaces synthétisées.Les glycopolymères protégés et déprotégés de galactose ainsi que les polymères de méthacrylate de gaïacyle et de méthacrylate de thymyle ont été synthétisés. Les monomères ont été polymérisés par polymérisation par transfert d’atome à partir de la surface, sur les surfaces d’acier et de poly(téréphtalate d’éthylène). Après chaque étape de modification de surface, les matériaux ont été systématiquement caractérisés par goniométrie et spectroscopie à photoélectrons X. Les surfaces d’acier fonctionnalisées par le glycopolymère présentent des propriétés anti-adhésives vis-à-vis de Bacillus subtilis, un effet plus marqué est observé après greffage du glycopolymère déprotégé. Les surfaces de poly(téréphtalate d’éthylène) quant à elles, possèdent des propriétés anti-adhésives leur du greffage du poly(méthacrylate de thymyle) vis-à-vis de Listeria monocytogenes, Staphilococcus aureus et Pseudomonas aeruginosa. Un effet anti-biofilm a également été mis en évidence vis-à-vis de Staphilococcus aureus.En parallèle des homopolymères d’ammonium quaternaire et des copolymères obtenus en incorporant les monomères bioactifs ont été synthétisés. Les propriétés antibactériennes sont testées en milieu planctonique vis-à-vis de Bacillus subtilis. Un degré de polymérisation égal à 78 et les groupements halogénoalcane : iodométhane ou bromoéthane permettent l’obtention de la concentration minimale inhibitrice la plus faible. La présence des monomères bioactifs permettent la diminution de la concentration minimale inhibitrice. Le résultat le plus intéressant est obtenu lors de l’incorporation d’un pourcent de N-(4-hydroxy-3-méthoxy-benzyl)-acrylamide<br>Bio-contamination of surfaces and related risks are very important economically and for public health. To prevent this phenomenon, one solution is to modify the properties of the surfaces, in order to give them the wanted functionalities. The goal of this study is the modification of metallic surfaces (steel) or polymer surfaces: poly(ethylene terephtalate) with glycomonomers or bioactives monomers. To reach this objective, a multi-step strategy is applied.The first step enabled the incorporation of reactive species on the surfaces by an acid treatment followed by a reaction with dopamine, or by ammonia plasma treatment. Hydroxyl or amine functional groups are added. Then, an initiator of atom transfer radical polymerization is grafted on surfaces. Monomers are synthesized and conventional polymerization and atom transfer radical polymerization are studied. Optimal conditions are determined and polymerization on surfaces achieved. The last step is the study of the microbiological properties of the synthesized surfaces.Protected and unprotected galactose glycopolymers as well as gaiacyl methacrylate and thymyl methacrylate have been synthesized. Monomers have been polymerized by atom transfer radical polymerization directly to the steel or poly(ethylene therephtalate) surfaces. After each step, materials are analyzed by contact angle measurements and X-ray photoelectron spectrometry.Steel surfaces which are functionalized by a glycopolymer and tested in presence of Bacillus subtilis are found to have antiadhesive properties. A most important effect is observed with the unprotected glycopolymer. Poly(ethylene terephtalate) surfaces have antiadhesive properties in presence of Listeria monocytogenes, Staphilococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa when poly(thymyl methacrylate) is grafted. An antibiofilm effect is observed with Staphilococcus aureus.Simultaneously, quaternary ammonium homopolymers and copolymers by integration of bioactive monomers have been obtained. Their antibacterial properties are tested in planctonik conditions in presence of Bacillus subtilis. A degree of polymerization equal to 78 and alkyl halide groups: iodomethane and bromoethane enabled to obtain the lowest minimal inhibitory concentration. Bioactive monomers contributed to emphasize this decrease. The most decreasing effect is obtained when one per cent of N-(4-hydroxy-3-méthoxy-benzyl)-acrylamide is integrated
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Chevigny, Chloé. "Nanocomposites polymères-particules greffées : de la synthèse en solution colloidale à l'étude des propriétés macroscopiques." Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112355.
Full textAbstract:
Les propriétés macroscopiques d’un polymère peuvent être modifiées en y dispersant des particules inorganiques : c’est un composite. Récemment, une attention particulière a été portée à la réduction de la taille de ces particules vers le nanomètre, afin d'augmenter la surface de contact et d’amplifier les effets sur les propriétés du composite. Nous avons mis au point un système modèle dans lequel les charges sont des nano-billes de silice greffées de polystyrène, dispersées dans une matrice de polystyrène. Le greffage des particules est réalisé en solution colloïdale, par polymérisation contrôlée (NMP) selon la technique « grafting from ». La dispersion des particules dans la matrice dépend du rapport des masses de polymère greffé et libre. Deux types de dispersion ont été observés, par des mesures complémentaires de DXPA et de MET : si la masse de la matrice est suffisamment proche de celle des chaînes greffées, les particules sont réparties individuellement de manière homogène dans le film. A l’inverse, si la masse de la matrice devient trop grande par rapport à la masse greffée, elles se regroupent en agrégats denses. Grâce à la synthèse d’un copolymère styrène H/D dont la densité de longueur de diffusion égale celle de la silice, nous avons réalisé une mesure directe de la conformation de la couronne greffée dans le film par DNPA. La dispersion de la silice et la conformation de la couronne ont ensuite été étudiées sur des films étirés de manière uniaxiale. Les matériaux synthétisés ont enfin été soumis à différentes sollicitations mécaniques, dont les réponses peuvent être corrélées à la structure locale des charges et des chaînes de polymère<br>Macroscopic properties of a polymer can be tuned by including small inorganic particles to form a composite. Recently, special attention was given to reducing the particles size towards a nanometric scale, to increase surface contact and amplify the effects on the macroscopic properties of the composite. We developed a model system in which polystyrene-grafted silica nanobeads act as fillers dispersed in a polystyrene matrix. The grafting of the particles is realized in colloidal solution, by nitroxide-mediated polymerization (NMP) according to a « grafting from » technique. Dispersion of the grafted particles depends on the mass ratio between grafted and free (matrix) chains. Two dispersion types were observed, by complementary measurements of SAXS and TEM : when matrix mass is close enough to the grafted mass, the silica nanoparticles are homogeneously dispersed as individual particles. Conversely, when the matrix mass becomes too large compared to the grafted mass, particles gather into dense aggregates. Thanks to the synthesis of a specific matrix composed of a styrene H/D copolymer, which scattering length density equals that of the silica, we realized a first direct measurement of the grafted chains corona conformation in a polymer melt by SANS. Both silica dispersion and corona conformation were then studied on uniaxially stretched films, to observe their evolution under deformation. Synthesized materials were finally submitted to different mechanical solicitations (large and small deformations), which results could be correlated to the local structure of fillers and polymer chains
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Dupayage, Ludovic. "Élaboration contrôlée de glycopolymères amphiphiles à partir de polysaccharide : synthèse de Dextrane-g-PMMA par polymérisation radicalaire par transfert d'atome." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2009. http://www.theses.fr/2009INPL011N/document.
Full textAbstract:
De nouveaux glycopolymères amphiphiles en peigne de type dextrane-g-poly(méthacrylate de méthyle) ont été obtenus via une polymérisation radicalaire contrôlée par transfert d’atome (ATRP). Pour contrôler les paramètres macromoléculaires de ces glycopolymères potentiellement biocompatibles et en partie biodégradables, la stratégie de synthèse « grafting from » a été sélectionnée et appliquée selon deux voies de synthèse. La première voie comporte quatre étapes : acétylation partielle des fonctions hydroxyle du dextrane ; introduction des groupements amorceurs d’ATRP ; ATRP contrôlée du méthacrylate de méthyle dans le diméthylsulfoxyde ; hydrolyse des groupements acétate dans des conditions douces. La seconde voie de synthèse permet d’obtenir ces glycopolymères en seulement deux étapes : introduction directe des groupements amorceurs d’ATRP sur le dextrane ; ATRP contrôlée du méthacrylate de méthyle dans le diméthylsulfoxyde. Des études détaillées de chaque étape ont permis à la fois d’estimer la longueur de la chaîne de dextrane et d’assurer le contrôle de l’architecture des glycopolymères (nombre et longueur des greffons). Des études préliminaires par tensiométrie interfaciale ont permit d’évaluer le caractère tensioactif de ces glycopolymères<br>Synthesis of the new comb-like amphiphilic glycopolymer dextran-g-poly(methyl methacrylate) was obtained thanks to an Atom Transfert Radical Polymerization (ATRP). In order to control the macromolecular parameters of these biocompatible and partly biodegradable glycopolymers, the “grafting from” strategy was applied using two different multi-step pathways. The first one is composed of four steps: partial acetylation of dextran hydroxyl groups; introduction of initiator groups convenient for ATRP; ATRP of methyl methacrylate in dimethylsulfoxide; acetyl group deprotection under mild conditions. The second pathway allows us to obtain such glycopolymers in only two steps: direct introduction of the same initiator groups onto the dextran chain and subsequent ATRP of methyl methacrylate in dimethylsulfoxide. Throughout the synthesis, detailed studies of each step enabled us to estimate the length of the dextran backbone and to assure the control of copolymer architecture in terms of graft number and graft length. Preliminary interfacial tension measurements highlighted the surfactant properties of such glycopolymers
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Nowak, Virginie. "Modification des propriétés de surface de polyacide faible greffé." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066398.
Full text
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Burridge, Kevin Michael. "Application and characterization of polymer-protein and polymer-membrane interactions." Miami University / OhioLINK, 2021. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=miami1624882451668094.
Full text
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Struijk, Marijke. "Preparation and Characterisation of Thio-kaolinite Nanohybrid Materials for Heavy Metal Sorption from Wastewater." Thesis, Université d'Ottawa / University of Ottawa, 2016. http://hdl.handle.net/10393/34258.
Full textAbstract:
Heavy metals are non-degradable and their persistence constitutes ecotoxicological ramifications. Their presence in wastewater is inhibitory to microbial digestion processes and can lead to biomagnification in the environment. Clay minerals have been widely studied as inexpensive sorbent materials of aqueous-phase contaminants. Particularly in the case of kaolinite, a non-swelling clay with a low cation-exchange capacity, chemically enhanced derivatives exposing its OH-rich interlayer space to interactions with its external environment are of exceptional interest. The objective of this study was to prepare a novel functionalised kaolinite with the aim of significantly improving its heavy-metal sorption capacity.
Due to the robustness of sulfur-metal linkages, the compound 3,6-dithia-1,8-octanediol (HO(CH2)2S(CH2)2S(CH2)2OH) was grafted onto both urea- and DMSO precursors of two kaolinitic clays: the Source clay KGa-1b and a Portuguese clay sample collected from the Clays of Taveiro formation. All samples were characterised by X-ray diffraction and 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR). Initial materials and final samples were also characterised by thermal gravimetric analysis and infrared spectroscopy. The results describe nanohybrid materials that are resistant to hydrolysis and exhibit different grafting fashions.
Application as a heavy metal sorbent was tested in ZnCl2 solutions as well as in zinc-spiked raw wastewater. Zinc concentrations were analysed concomitant with other metal species by inductively coupled plasma – mass spectrometry, demonstrating variable sorption capacities of the different clay samples tested and a consistently greater zinc removal in the wastewater system compared to simple zinc solutions. Measured concentrations of concomitantly analysed metals reveals a potentially alarming release of certain heavy metal species from some clay samples as a result of zinc sorption.
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Robbes, Anne-sophie. "Nanocomposites à base de particules magnétiques : synthèse et contribution de la dispersion des charges et de la conformation des chaines sur les propriétés de renforcement." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112201/document.
Full textAbstract:
Les propriétés mécaniques de films polymériques peuvent être considérablement améliorées par l'inclusion de nanoparticules au sein de la matrice du fait de deux effets majeurs : (i) la structure locale de la dispersion des charges et (ii) la modification potentielle de la dynamique et de la conformation des chaînes à l'interface charge/polymère. Néanmoins, les mécanismes précis qui permettent de relier ces contributions à l’échelle nanométrique aux propriétés macroscopiques des matériaux, et en particulier aux propriétés mécaniques, sont actuellement mal décrits. Dans ce contexte, nous avons synthétisé des nanocomposites modèles à base de nanoparticules magnétiques de maghémite γ-Fe2O3 (nues ou greffées d'une couronne de polystyrène (PS) par polymérisation radicalaire contrôlée) dispersées dans une matrice de PS, que nous avons caractérisé en couplant la diffusion de rayonnement (Rayons X et neutrons) et la microscopie électronique à transmission. En jouant sur différents paramètres tels que la taille des particules, la concentration, ou le rapport de taille entre les chaînes greffées et celles de la matrice pour les charges greffées, nous avons obtenu des nanocomposites présentant un éventail de dispersions de charges variées, contrôlées, parfaitement reproductibles, allant de particules individuelles ou d’agrégats ramifiés jusqu’à la formation d’un réseau de charges connecté. En appliquant un champ magnétique externe durant la synthèse des nanocomposites, nous sommes parvenus à aligner les différentes structures le long de la direction du champ et ainsi former des matériaux présentant des propriétés remarquables de renforcement anisotropes. La conformation des chaînes au sein des nanocomposites, déterminée expérimentalement grâce aux propriétés spécifiques de contraste neutronique du système, n'est pas affectée par la présence des charges, quels que soient le degré de confinement des chaînes, l’orientation, la dispersion ou l'état de surface des charges. L’alignement des charges sous champ magnétique a permis de décrire précisément l’évolution du module de renforcement des matériaux avec la réorganisation structurale locale des charges et des chaînes sous étirement, et de finalement mettre en évidence le rôle majeur joué par la réorganisation des charges sous déformation dans les mécanismes de renforcement<br>The mechanical properties of polymeric nanocomposite films can be considerably enhanced by the inclusion of inorganic nanoparticles due to two main effects: (i) the local structure of fillers dispersion and (ii) the potential modification of the chains conformation and dynamics in the vicinity of the filler/polymer interface. However, the precise mechanisms which permit to correlate these contributions at nanometric scale to the macroscopic mechanical properties of the materials are actually poorly described. In such a context, we have synthesized model nanocomposites based on magnetic nanoparticles of maghemite γ-Fe2O3 (naked or grafted with a polystyrene (PS) corona by radical controlled polymerization) dispersed in a PS matrix, that we have characterized by combining small angle scattering (X-Ray and neutron) and transmission electronic microscopy. By playing on different parameters such as the particle size, the concentration, or the size ratio between the grafted chains and the ones of the matrix in the case of the grafted fillers, we have obtained nanocomposite films a large panel of controlled and reproducible controlled filler structures, going from individual nanoparticles or fractal aggregates up to the formation of a connected network of fillers. By applying an external magnetic field during the film processing, we succeeded in aligning the different structures along the direction of the field and we obtained materials with remarkable anisotropic reinforcement properties. The conformation of the chains of the matrix, experimentally determined thanks to the specific properties of neutron contrast of the system, is not affected by the presence of the fillers, whatever their confinement, the dispersion the fillers or their chemical state surface. The alignment of the fillers along the magnetic field has allowed us to describe precisely the evolution of the reinforcement modulus of the materials with the structural reorganization of the fillers and the chains at the local scale under stretching, and thus to highlight the key role played by the fillers reorganization under stretching on the nanocomposite reinforcement mechanisms
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Vergnat, Virginie. "Matériaux hybrides organiques-inorganiques par greffage covalent de polymères sur des oxydes métalliques." Strasbourg, 2011. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2011/VERGNAT_Virginie_2011.pdf.
Full textAbstract:
L’objectif de cette thèse est d’élaborer des matériaux hybrides polymères/oxydes métalliques à nanostructure contrôlée et d’étudier leurs propriétés physiques. Pour préparer ces matériaux, nous avons choisi la méthode « grafting from » qui consiste dans un premier temps à greffer de manière covalente un amorceur de polymérisation à la surface des nanoparticules. La polymérisation est ensuite conduite depuis la surface de ces nanoparticules. Tout d’abord, nous présentons les nanoparticules d’oxydes métalliques utilisées: la ferrite de cobalt synthétisée par coprécipitation, l’oxyde de fer non agrégé synthétisé par décomposition thermique, le dioxyde de titane et l’hématite accessibles commercialement. Une attention particulière est portée à la synthèse en grande quantité de l’oxyde de fer non agrégé et à l’évolution du milieu au cours de la synthèse ce qui permet de préciser le rôle de chaque étape du processus de décomposition thermique. Ensuite, nous présentons le greffage d’amorceurs de polymérisation porteurs d’une fonction acide phosphonique et d’un -bromo ester à la surface des oxydes métalliques. Puis, nous étudions la polymérisation radicalaire par transfert d’atome de différents monomères (styrène, méthacrylate de méthyle) à partir des nanoparticules fonctionnalisées et nous proposons plusieurs hypothèses pour expliquer la faible efficacité de la réaction d’amorçage de la polymérisation à la surface des nanoparticules. Ensuite, la morphologie des matériaux hybrides est présentée. Pour finir, nous étudions les propriétés mécaniques (par nano-indentation ou nanorayures) des matériaux hybrides obtenus, ainsi que les propriétés rhéologiques, thermiques et magnétiques<br>The objective of this thesis was to elaborate well defined polymer/metal oxide hybrid materials and to study their physical properties. These materials were prepared by the “grafting from” method, which consists in a first step to covalently graft a polymerization-initiator molecule onto the surface of the nanoparticles. In a second step, polymerization was performed from the initiator anchored on the surface of the nanoparticles. Firstly, we presented the metal oxide nanoparticles used for the preparation of hybrid materials: cobalt ferrite synthesized by coprecipitation, non-aggregated iron oxide synthesized by thermal decomposition, titanium dioxide and hematite commercially available. We focused particularly on the large-scale synthesis of non-aggregated iron oxide nanoparticles and on the evolution of the reaction medium during the synthesis, which allowed us to specify the role of each step in the process of thermal decomposition. Then, we presented the grafting of polymerization-initiator molecules onto the surface of the metal oxides. The polymerization-initiator molecules are composed of an active tertiary bromide and a phosphonic acid end group. After that, we studied the atom transfer radical polymerization of different monomers (styrene, methyl methacrylate) on the functionalized nanoparticles and several hypotheses were proposed to explain the low initiator efficiency when the polymerization is performed at the nanoparticles surfaces. Then the morphology of the hybrid materials was presented. Finally, we studied mechanical properties (by nanoindentation or nanoscratch) of the obtained hybrid materials, as well as rheological, thermal and magnetic properties
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Tazaki, Junichi. "Three-year outcome after percutaneous coronary intervention and coronary artery bypass grafting in patients with triple vessel coronary artery disease:observation from the CREDO-Kyoto PCI/CABG registry cohort-2." Kyoto University, 2013. http://hdl.handle.net/2433/180603.
Full text
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Bonnevide, Marine. "Nanocomposites élastomère-nanoparticules de silice greffées : de la synthèse aux mécanismes de dispersion." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0354.
Full textAbstract:
L’ajout de charges nanométriques dans une matrice polymère permet d’améliorer les propriétés d’usage des matériaux. L’optimisation du renforcement des nanocomposites est liée à l’état de dispersion des charges dans la matrice ainsi qu’aux interactions charge/charge et charge/polymère. Dans l’industrie du pneu, ces paramètres ont fait l’objet de nombreuses recherches dans le but de maîtriser le renforcement de matrices élastomères par des particules de silice. Ainsi à l’échelle industrielle, on utilise des agents de couplage, comme le bis(triéthoxysilyl)propyl tétrasulfide ou des polymères fonctionnels qui permettent d’améliorer la dispersion des particules de silice dans des élastomères. Cependant il est difficile de moduler certains paramètres susceptibles d’influencer l’état de dispersion et les interactions, comme la densité de greffage, la nature et la longueur des chaînes de polymère greffées à la surface des particules. Afin de remédier à ces limites nous proposons, dans ce travail de thèse, de synthétiser des nanoparticules de silices greffées de polyisoprène, polybutadiène et copolymère poly(butadiène-co-styrène) par la méthode de « grafting from » associée à une polymérisation contrôlée par les nitroxydes. Pour cela une alcoxyamine est greffée sur la surface en deux étapes en maintenant la stabilité colloïdale des particules. Après l’optimisation des conditions de greffage et la polymérisation des monomères à partir de l’alcoxyamine greffée, les nanoparticules greffées ainsi obtenues sont caractérisées et leur état de dispersion est étudié en solution et dans des matrices de masses molaires et de compositions différentes après l’élaboration de nanocomposites<br>The addition of nanometric fillers into a polymer matrix significantly improves its use properties. Optimization of nanocomposite reinforcement is related to the filler dispersion state in the matrix as well as to the filler/filler and filler/matrix interactions. In the tire industry, numerous studies have been devoted to these parameters in order to understand and control the reinforcement of elastomeric matrices such as Styrene Butadiene Rubber by silica nanoparticles. On an industrial scale, functional polymer or coupling agents such as bis(triethoxysilyl)propyl tetrasulfide are used to improve the dispersion of silica particles in elastomers and strengthen the matrix. However, it is difficult to control the grafting density and to modulate some parameters that may influence the dispersion state and interactions e.g. the nature and molar mass of the polymer chains covalently attached to the surface. To address these limitations, in this project we propose to synthesize silica nanoparticles grafted with polyisoprene, polybutadiene and statistical poly(butadiene-co-styrene) chains using the “grafting from” method associated to nitroxide mediated polymerization. In this aim, an alkoxyamine is grafted onto the nanoparticle surface in two steps by keeping the colloidal stability of the particles. After optimizing grafting parameters and polymerize the different monomers, the obtained grafted nanoparticles are characterized in terms of molar mass, microstructure, grafting density and gyration radius of the grafted chains. Their dispersion state is evaluated in solution as well as in matrices of various molecular weight and composition after the elaboration of nanocomposites
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Hoffmann, Frank. "Photochemische Fixierung von Strukturen in Grenzflächen mit polymeren Bürsten." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2008. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-ds-1202481743602-80877.
Full textAbstract:
Binäre Polymerbürsten bestehen aus zwei verschiedenen Polymertypen, die nebeneinander auf dem gleichen Trägermaterial verankert sind. Wenn diese Polymere unterschiedliche Benetzungseigenschaften haben, können damit schaltbare Oberflächen produziert werden. Abhängig vom Lösungsmittel, dem man die binäre Polymerbürste aussetzt, streckt sich entweder das hydrophile oder das hydrophobe Polymer zum Lösungsmittel hin, während die zweite Komponente nahe der Oberfläche verbleibt. Durch diese vertikale Phasenseparation kann temporär eine bestimmte Oberflächeneigenschaft erzeugt werden. Allerdings verschwindet diese sofort wieder, wenn ein anderes Lösungsmittel die binäre Bürste benetzt, sei es durch direkten Kontakt oder über die Gasphase. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob es möglich ist, neuartige schaltbare binäre Polymerbürsten bestehend aus einem hydrophilen und einem hydrophoben Polymer angebunden auf Siliziumwafern herzustellen, deren Schaltfähigkeit durch photochemische Vernetzung unterbunden werden kann. Geprüft worden ist unter anderem, inwiefern sich hydrophober und hydrophiler Zustand der Schicht fixieren lassen und ob daraus resultierend, eine entsprechende Strukturierung der Oberfläche nach Bestrahlung durch eine geeignete Fotomaske oder durch fokussiertes Licht nachweisbar ist. Als hydrophobe Komponente wurden photovernetzbare Styren/2-(4’-Styryl)-inden-Copolymere verwendet, als hydrophile Komponente kam Polyvinylpyridin zum Einsatz. Mit einem speziellen Oberflächeninitiator konnten durch „Grafting from“ binäre Polymerbürsten mit bis zu 300 nm Schichtdicke erzeugt werden. Es ist gelungen, diese schaltbaren Schichten durch selektive photochemische Vernetzung einer der Bürstenkomponenten im hydrophilen oder im hydrophoben Zustand zu fixieren, was durch Kontaktwinkelmessung nachgewiesen werden konnte. Wie beabsichtigt, verlieren dabei die vernetzten Bereiche ihre Schaltfähigkeit. Es ließen sich feine Oberflächenstrukturen mittels Bestrahlung durch eine Fotomaske erzeugen, die sichtbar werden, wenn man sie mit Wasser benetzt bzw. Wasserdampf aussetzt.
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Vinas, Jérôme. "Matériaux hybrides polymères-particules de silice : synthèse et caractérisation." Phd thesis, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00343397.
Full textAbstract:
Grâce à leurs propriétés exceptionnelles, les nanomatériaux hybrides occupent une place de plus en plus importante dans notre vie quotidienne et couvrent des secteurs d'activité très variés tels- que la construction, le biomédical ou la cosmétique. La très grande majorité des travaux portant sur la synthèse de ces matériaux hybrides est conduite en solvant organique. Afin d'élargir le champ d'application de ces objets et de manière à répondre aux exigences environnementales actuelles, nous avons choisi d'étudier la synthèse de particules hybrides (silice/polymère) en phase aqueuse et sans amorceur libre. Cette étude a également pour vocation d'apporter une meilleure compréhension des mécanismes mis en jeu lors d'une réaction de polymérisation effectuée depuis la surface des particules de silice. Nous avons, dans un premier temps, synthétisé des nanoparticules de silice greffées par des amorceurs de Polymérisation Radicalaire Contrôlée. Ces particules ont été caractérisées par RMN et par Diffusion de Neutrons, afin de déterminer de manière précise et univoque, le greffage des amorceurs à la surface des particules. Ensuite nous avons conduit la polymérisation du méthacrylate de diméthylaminoéthyle à la surface des particules, sans ajout d'amorceur libre. Malgré une légère agrégation des particules lors de la polymérisation, l'analyse par DNPA des particules montre clairement la présence d'une couronne de polymères à la surface des particules en phase aqueuse. <br />A notre connaissance, il s'agit du premier exemple d'une polymérisation amorcée depuis la surface de nano-particules de silice en phase aqueuse.
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Hoffmann, Frank. "Photochemische Fixierung von Strukturen in Grenzflächen mit polymeren Bürsten." Doctoral thesis, Technische Universität Dresden, 2007. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A24051.
Full textAbstract:
Binäre Polymerbürsten bestehen aus zwei verschiedenen Polymertypen, die nebeneinander auf dem gleichen Trägermaterial verankert sind. Wenn diese Polymere unterschiedliche Benetzungseigenschaften haben, können damit schaltbare Oberflächen produziert werden. Abhängig vom Lösungsmittel, dem man die binäre Polymerbürste aussetzt, streckt sich entweder das hydrophile oder das hydrophobe Polymer zum Lösungsmittel hin, während die zweite Komponente nahe der Oberfläche verbleibt. Durch diese vertikale Phasenseparation kann temporär eine bestimmte Oberflächeneigenschaft erzeugt werden. Allerdings verschwindet diese sofort wieder, wenn ein anderes Lösungsmittel die binäre Bürste benetzt, sei es durch direkten Kontakt oder über die Gasphase. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob es möglich ist, neuartige schaltbare binäre Polymerbürsten bestehend aus einem hydrophilen und einem hydrophoben Polymer angebunden auf Siliziumwafern herzustellen, deren Schaltfähigkeit durch photochemische Vernetzung unterbunden werden kann. Geprüft worden ist unter anderem, inwiefern sich hydrophober und hydrophiler Zustand der Schicht fixieren lassen und ob daraus resultierend, eine entsprechende Strukturierung der Oberfläche nach Bestrahlung durch eine geeignete Fotomaske oder durch fokussiertes Licht nachweisbar ist. Als hydrophobe Komponente wurden photovernetzbare Styren/2-(4’-Styryl)-inden-Copolymere verwendet, als hydrophile Komponente kam Polyvinylpyridin zum Einsatz. Mit einem speziellen Oberflächeninitiator konnten durch „Grafting from“ binäre Polymerbürsten mit bis zu 300 nm Schichtdicke erzeugt werden. Es ist gelungen, diese schaltbaren Schichten durch selektive photochemische Vernetzung einer der Bürstenkomponenten im hydrophilen oder im hydrophoben Zustand zu fixieren, was durch Kontaktwinkelmessung nachgewiesen werden konnte. Wie beabsichtigt, verlieren dabei die vernetzten Bereiche ihre Schaltfähigkeit. Es ließen sich feine Oberflächenstrukturen mittels Bestrahlung durch eine Fotomaske erzeugen, die sichtbar werden, wenn man sie mit Wasser benetzt bzw. Wasserdampf aussetzt.
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Catli, Candan. "Novel synthetic approaches for fabrication of polymer brushes on gold surfaces via Raft polymerization: A new era for gold modification." Doctoral thesis, Niedersächsische Staats- und Universitätsbibliothek Göttingen, 2017. http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-002E-E353-2.
Full text
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Chevigny, Chloé. "Nanocomposites Polymère-Particules greffées : de la synthèse en solution colloidale à l'étude des propriétés macroscopiques." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00448878.
Full textAbstract:
Les propriétés macroscopiques d'un polymère peuvent être modifiées en y dispersant de petites particules inorganiques: on forme alors un composite. Récemment, une attention particulière a été portée à la réduction de la taille de ces particules vers une taille nanométrique, afin d'augmenter la surface de contact et d'amplifier les effets sur les propriétés macroscopiques du composite. Nous avons mis au point un système modèle dans lequel les charges sont des nano-billes de silice greffées de polystyrène, dispersées dans une matrice de polystyrène. Le greffage des particules est réalisé en solution colloïdale, par polymérisation contrôlée aux nitroxydes (NMP) selon une technique " grafting from ". La dispersion des particules dans la matrice va dépendre du rapport des masses de polymère greffé et libre (matriciel). Deux types de dispersion ont ainsi été observés, par des mesures complémentaires de DXPA et de MET: lorsque la masse de la matrice est suffisament proche de celle des chaînes greffées, les nanoparticules de silice sont réparties individuellement de manière homogène dans le film. A l'inverse, lorsque la masse de la matrice devient trop grande par rapport à la masse greffée, les particules se regroupent en agrégats denses. Grâce à la synthèse d'une matrice spécifique copolymère styrène H/D dont la densité de longueur de diffusion égale celle de la silice, nous avons pu réaliser une première mesure directe de la conformation de la couronne greffée dans le film, en utilisant la DNPA. La dispersion de la silice et la conformation de la couronne ont ensuite été étudiées sur des films étirés de manière uniaxiale, afin d'observer leur évolution sous déformation. Les matériaux synthétisés ont enfin été soumis à différentes sollicitations mécaniques (grandes et petites déformations), dont les réponses peuvent être corrélées à la structure locale des charges et des chaînes de polymère.
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Pardon, Gaspard. "From Macro to Nano : Electrokinetic Transport and Surface Control." Doctoral thesis, KTH, Mikro- och nanosystemteknik, 2014. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-144994.
Full textAbstract:
Today, the growing and aging population, and the rise of new global threats on human health puts an increasing demand on the healthcare system and calls for preventive actions. To make existing medical treatments more efficient and widely accessible and to prevent the emergence of new threats such as drug-resistant bacteria, improved diagnostic technologies are needed. Potential solutions to address these medical challenges could come from the development of novel lab-on-chip (LoC) for point-of-care (PoC) diagnostics. At the same time, the increasing demand for sustainable energy calls for the development of novel approaches for energy conversion and storage systems (ECS), to which micro- and nanotechnologies could also contribute. This thesis has for objective to contribute to these developments and presents the results of interdisciplinary research at the crossing of three disciplines of physics and engineering: electrokinetic transport in fluids, manufacturing of micro- and nanofluidic systems, and surface control and modification. By combining knowledge from each of these disciplines, novel solutions and functionalities were developed at the macro-, micro- and nanoscale, towards applications in PoC diagnostics and ECS systems. At the macroscale, electrokinetic transport was applied to the development of a novel PoC sampler for the efficient capture of exhaled breath aerosol onto a microfluidic platform. At the microscale, several methods for polymer micromanufacturing and surface modification were developed. Using direct photolithography in off-stoichiometry thiol-ene (OSTE) polymers, a novel manufacturing method for mold-free rapid prototyping of microfluidic devices was developed. An investigation of the photolithography of OSTE polymers revealed that a novel photopatterning mechanism arises from the off-stoichiometric polymer formulation. Using photografting on OSTE surfaces, a novel surface modification method was developed for the photopatterning of the surface energy. Finally, a novel method was developed for single-step microstructuring and micropatterning of surface energy, using a molecular self-alignment process resulting in spontaneous mimicking, in the replica, of the surface energy of the mold. At the nanoscale, several solutions for the study of electrokinetic transport toward selective biofiltration and energy conversion were developed. A novel, comprehensive model was developed for electrostatic gating of the electrokinetic transport in nanofluidics. A novel method for the manufacturing of electrostatically-gated nanofluidic membranes was developed, using atomic layer deposition (ALD) in deep anodic alumina oxide (AAO) nanopores. Finally, a preliminary investigation of the nanopatterning of OSTE polymers was performed for the manufacturing of polymer nanofluidic devices.<br><p>QC 20140509</p><br>Rappid<br>NanoGate<br>Norosensor
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Robbes, Anne-Sophie. "Nanocomposites à base de particules magnétiques : synthèse et contribution de la dispersion des charges et de la conformation des chaines sur les propriétés de renforcement." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00648214.
Full textAbstract:
Les propriétés mécaniques de films polymériques peuvent être considérablement améliorées par l'inclusion de nanoparticules au sein de la matrice du fait de deux effets majeurs : (i) la structure locale de la dispersion des charges et (ii) la modification potentielle de la dynamique et de la conformation des chaînes à l'interface charge/polymère. Néanmoins, les mécanismes précis qui permettent de relier ces contributions à l'échelle nanométrique aux propriétés macroscopiques des matériaux, et en particulier aux propriétés mécaniques, sont actuellement mal décrits. Dans ce contexte, nous avons synthétisé des nanocomposites modèles à base de nanoparticules magnétiques de maghémite γ-Fe2O3 (nues ou greffées d'une couronne de polystyrène (PS) par polymérisation radicalaire contrôlée) dispersées dans une matrice de PS, que nous avons caractérisé en couplant la diffusion de rayonnement (Rayons X et neutrons) et la microscopie électronique à transmission. En jouant sur différents paramètres tels que la taille des particules, la concentration, ou le rapport de taille entre les chaînes greffées et celles de la matrice pour les charges greffées, nous avons obtenu des nanocomposites présentant un éventail de dispersions de charges variées, contrôlées, parfaitement reproductibles, allant de particules individuelles ou d'agrégats ramifiés jusqu'à la formation d'un réseau de charges connecté. En appliquant un champ magnétique externe durant la synthèse des nanocomposites, nous sommes parvenus à aligner les différentes structures le long de la direction du champ et ainsi former des matériaux présentant des propriétés remarquables de renforcement anisotropes. La conformation des chaînes au sein des nanocomposites, déterminée expérimentalement grâce aux propriétés spécifiques de contraste neutronique du système, n'est pas affectée par la présence des charges, quels que soient le degré de confinement des chaînes, l'orientation, la dispersion ou l'état de surface des charges. L'alignement des charges sous champ magnétique a permis de décrire précisément l'évolution du module de renforcement des matériaux avec la réorganisation structurale locale des charges et des chaînes sous étirement, et de finalement mettre en évidence le rôle majeur joué par la réorganisation des charges sous déformation dans les mécanismes de renforcement.
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Ferji, Khalid. "Synthèse contrôlée et auto-organisation de glycopolymères amphiphiles à greffons polymères mésogènes, destinés à la vectorisation de principes actifs." Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0118/document.
Full textAbstract:
De nouveaux glycopolymères greffés aux paramètres macromoléculaires contrôlés [dextrane-g-poly(acrylate de diéthylène glycol cholestéryle), Dex-g-PADEGChol] ont été préparés en quatre étapes via la stratégie de synthèse « grafting from». L'originalité de ces glycopolymères réside dans la combinaison, et pour la première fois, d'une dorsale polysaccharide hydrophile biocompatible/ biodégradable et de greffons polymères hydrophobes à caractère mésogène. L'ATRP a été utilisée pour contrôler la croissance des greffons PADEGChol en milieu homogène à partir d'un macroamorceur dérivé de dextrane (DexAcBr). Les conditions de polymérisation avaient été préalablement ajustées en étudiant l'homopolymérisation du monomère ADEGChol en présence d'un amorceur modèle et de plusieurs systèmes catalytiques CuIBr/(PMDETA ou OPMI) dans différents solvants (THF ou toluène). Le caractère amphiphile de ces glycopolymères a été évalué et leurs propriétés mésomorphes ont été étudiées par calorimétrie différentielle à balayage, microscopie optique à lumière polarisante et par diffraction des rayons X. Des études préliminaires par microscope électronique à transmission et diffusion dynamique de la lumière polarisée ont démontré que ces glycopolymères adoptent une morphologie vésiculaire appelée « polymersome » en phase aqueuse, lorsque le DMSO est utilisé comme co-solvant. Ces nano-objets pourront être testés ultérieurement pour la formulation d'un nouveau type de vecteurs de principes actifs<br>New graft glycopolymers with well-defined parameters [dextran-g-poly(diethylene glycol cholesteryl ether acrylate) (Dex-g-PADEGChol)] have been prepared in four steps using the "grafting from" strategy. Challenge of this work arises from the combination for the first time of a hydrophilic, biocompatible/biodegradable polysaccharide backbone with mesogen hydrophobic polymeric grafts. Controlled growth of the grafts (PADEGChol) was obtained using ATRP initiated in homogeneous medium from a dextran derivative (DexAcBr). In order to find the best polymerization conditions, homopolymerization of ADEGChol monomer was investigated using an initiator model and various catalytic systems CuIBr/(PMDETA or OPMI) in two solvents (Toluene and THF). The amphiphilic properties of such glycopolymers were evaluated and their mesomorphic properties have been studied by thermal polarizing optical microscopy, differential scanning calorimetry and X-ray scattering. Using transmission electron microscopy and dynamic light scattering, vesicular morphology called "polymersome" was observed in aqueous medium when DMSO was used as co-solvent. These polymersomes could be tested as new drug delivery systems
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Cao, Edgar. "Towards designing composite membranes for CO2 separation : the inclusion of hybrid TiO2-PEG structures and study of their interfaces." Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0203/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse vise à concevoir de nouvelles membranes performantes pour la séparation de gaz (CO2) dans le procédé de post-combustion. La stratégie proposée repose sur la préparation de membranes hybrides organiques/inorganiques, combinant des supports poreux de dioxyde de titane (TiO2) intégrés dans une couche dense de polymère à base de poly-oxyde d'éthylène. L'un des points important de cette étude est l'ancrage de la phase organique sur le support inorganique. Deux agents de couplage : le propyl phosphonique acide 2-bromo-2-méthyl propanoate et le 3--propylamino triéthoxy silan ont été sélectionnés et greffés sur trois surface de TiO2 différentes : des nanoparticules, des surfaces denses et des surfaces poreuses. Pour chacune des deux molécules d'ancrage les meilleurs résultats ont été obtenus avec les nanoparticules. Les nanoparticules de TiO2 ainsi fonctionnalisées, ont dans une seconde étape, servi de semences pour l'élaboration de particules coeur-écorce. Deux voies de polymérisation ont été explorées avec succès : la si-ATRP et la si-ROMP. Dans le premier cas des greffons de poly-poly-éthylène glycol méthyl éther méthacrylate ont été introduits sur les nanoparticules de TiO2. Pour la si-ROMP les greffons incorporés sont à base de polynorbonène. Les résultats obtenus sur les nanoparticules de TiO2 ont été exploités afin de créer des couches polymères sur des supports poreux céramiques tubulaires commerciaux. Deux modes de conception ont été développés : la voie dite "coating onto" et celle dite "Grafting from". Les membranes composites obtenues par ces deux voies ont été testées en perméabilité des gaz afin de déterminer la qualité des couches polymères. Des essais préliminaires de séparation des gaz ont été également effectués<br>This thesis work aims towards designing hybrid membranes for CO2 separation in the post-combustion process. The different methods of existing technologies are compared ans assessed for their merit, and the decision of using inorganic titanium dioxide supports integrated with a grown polymeric/PEG layer is made. First, the structure of the interfacing group is determined and narrowed down to phosphonic-based anchoring groups. The modification of various titanium oxide surfaces (i.e. particle, flat and porous) is performed with each group, and particles were found to yield the highest surface modification. Secondly, the functionalized particles of titania were then studied for their potential with si-ATRP and si-ROMP. in the case of phosphonic acid functionalized titania, the particles yielded a bromine terminus that could be used for si-ATPR. In the case of the silane grafted titania particles, further fonctionalization was required to ultimately yield a norbornenyl group that can be used for Si-ROMP. Both teechniques were shown to work, and were thus applied to longer ceramic tubes. Finally the development of two pathways ("Coating onto" and "Grafting from") were assessed for their ability to modify the tubular ceramic support and preliminary gas separation tests were performed
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Le, Gars Manon. "Surface modifications of cellulose nanocrystals for biobased food packaging applications Polymerization of glycidyl methacrylate from the surface of cellulose nanocrystals for the elaboration of PLA-based nanocomposites Role of solvent exchange in dispersion of cellulose nanocrystals and their esterification using fatty acids as solvents." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALI021.
Full textAbstract:
Ce projet vise à développer de nouvelles modifications chimiques de surface des nanocristaux de cellulose (NCC), afin d'améliorer leur compatibilité avec le polymère biosourcé qu'est l'acide polylactique (PLA), afin de combiner leurs propriétés intrinsèques respectives. Ainsi, des matériaux multiphasiques ont été produits à partir de PLA en y incluant des nanomatériaux cellulosiques. L'application visée est celle de l'emballage alimentaire, et l'amélioration des propriétés barrières du PLA, notamment vis-à-vis de l'oxygène et de la vapeur d'eau, est alors un point clé dans la caractérisation des produits finis. Plus précisément, dans ce projet, différentes voies sont proposées pour le greffage de divers composés - polymères ou molécules - à la surface des nanocristaux de cellulose. Le succès de ces greffages a été confirmé et quantifié via diverses techniques de caractérisation. Les NCC ainsi modifiés sont ensuite introduits dans un matériau PLA à travers deux stratégies différentes : soit en tant que nanocharges dans une matrice PLA, avec des taux d'inclusion compris entre 2 et 10% massique, soit en tant que couches internes dans des matériaux multicouches de PLA. Dans les deux cas, les matériaux finaux, préparés à partir de PLA et de nanomatériaux cellulosiques modifiés, présentent des propriétés intéressantes et encourageantes en termes d'homogénéité, de transparence, et de barrière à l'oxygène et à la vapeur d'eau, conformément aux propriétés requises pour les matériaux de conditionnement alimentaire<br>The purpose of this project is to develop new surface chemical modifications of cellulose nanocrystals (CNCs), in order to enhance their compatibility with biobased poly(lactic acid) (PLA) polymer, and to combine their respective outstanding intrinsic properties. Biobased PLA-based multi-phase materials, including the designed nanostructures, are produced. Furthermore, the final materials are expected to be used in food packaging sector, and the improvement of the barrier properties of the PLA, especially towards oxygen and water vapour, is a key point in the characterization of the materials. In this project, different routes are proposed for the grafting of various compounds - polymers or singles molecules - on the surface of the CNCs. Their grafting efficiency has been confirmed and carefully characterized. The modified CNCs are then introduced in PLA-based materials via two different strategies. Indeed, they are either used as nanofillers in a PLA matrix with inclusion rates comprised between 2 and 10 wt%, or as an inner layer of PLA-based multi-layered materials. In both cases, final PLA-based materials including various designed cellulosic nanomaterials exhibit enhanced and highly encouraging properties in terms of homogeneity, transparency, and barrier towards oxygen and water vapour, in accordance with required properties for food packaging materials
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Chabrol, Virginie. "Functionalized latex particles as substrates for metal mediated radical polymerization." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01012004.
Full textAbstract:
Le sujet de cette thèse consiste à incorporer une couronne de polymère hydrophile à la surface de particules de latex par amorçage et croissance en utilisant la polymérisation radicalaire contrôlée par transfert d'atome induite par les métaux. Les particules de latex, obtenues par, polymérisation radicalaire en émulsion ont été fonctionnalisées avec un " inimère ", monomère comportant une fonction halogénée capable de jouer le rôle d'amorceur dans l'étape de greffage. Cette étape de greffage a ensuite été effectuée en présence de CuBr2, PMDETA et d'un métal à valence zéro tel que le cuivre, àtempérature ambiante à partir de latex non post-purifiés (présence de tensio-actif et d'amorceur résiduels et à taux de solide élevés). Au cours du processus, l(incorporation de l'inimère et de la couronne hydrophile a été vérifée par ToF-SIMS (time-of-light secondary ion mass spectrometry), par FTIR et par l'étude des propriétés colloïdales des latex greffés.
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O'Brien, Peter. "Plant Community Composition of Camp Grafton Training Center (South Unit) from 1998-2013." Master's thesis, North Dakota State University, 2014. http://hdl.handle.net/10365/24003.
Full textAbstract:
A vegetation monitoring study was conducted from 1998 to 2013 at Camp Grafton South (CGS) in Eddy County, North Dakota to assess how climatic, grazing, and military training disturbance affects plant community composition. The objectives of this study were to 1) describe the prairie vegetation at CGS across three topographic positions and 2) explore any shifts in plant community composition in correlation with time. Frequency data was collected at 45 randomly selected transects on lowland, midland, and upland grassland plant communities on native prairie. Plant communities were compared using non-metric multidimensional scaling (NMS) ordination. NMS ordination showed that the three plant communities were distinct from one another, and that the frequency of the invasive graminoids Kentucky bluegrass (Poa pratensis L.) and smooth brome (Bromus inermis Leyss.) increased. Increases in precipitation, temperature, and growing season days appear to be the primary influence on the changes in plant communities from 1998-2013.
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Oh, Hannah. "From Ruby-Red to Deep Purple: How New Hampshire Became a Top-Ten Swing State." Scholarship @ Claremont, 2016. http://scholarship.claremont.edu/cmc_theses/1272.
Full textAbstract:
New Hampshire has become a competitive swing state in presidential elections over the past two decades. Though New Hampshire was once a reliable red state and the home for many “Yankee Republicans,” the state has experienced a shift toward the Democratic Party beginning in the early 1990s. Scholars often attribute this shift to the “migration theory,” arguing that the influx of Massachusetts liberals who migrated to New Hampshire in the latter half of the twentieth century has created a larger Democratic voting bloc in the state. However, a county-level analysis of New Hampshire provides a different story. Southern urban counties with the highest migration rates, such as Hillsborough and Rockingham, had relatively small gains of Democratic voters and remain competitive swing counties. Northern rural counties with much lower migration rates, such as Coos and Grafton, have experienced a far greater political shift to the left. By using both of these case studies, this report casts doubt on the “migration theory” by showing that numerical migration rates do not fully account for New Hampshire’s shift. Instead, this report finds that the different types of economies in the southern and northern parts of New Hampshire significantly influence the political effects of migration in the state, offering a more nuanced theory based on county-level data than the one currently provided for the state as a whole.
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Gomes, Catarina. "Surfactant-free emulsion polymerization by “Grafting from” polyvinylamine stabilizer." Master's thesis, 2014. http://hdl.handle.net/10198/11514.
Full textAbstract:
Emulsion polymerization technique is one of the most common techniques employed in industry to synthesize a wide range of polymers due to its versatility, the possibility to control the properties of the final product and because it is an environmentally friendly technique. Nevertheless, large amounts of surfactant are usually required to stabilize the system which can have deleterious effects on water resistance and on the mechanical properties of the polymer. Among the different techniques employed to circumvent this problem, recently, graft copolymerization of a monomer from water-soluble polymers containing amino groups has been employed to synthesize polymer particles with amphiphilic core-shell nanostructures. Applications of these particles include controlled release drugs, water-borne coatings and diagnostic testing.
In this project, water-soluble poly (N-vinylformamide) (PNVF) of different molecular weights was synthesized and characterized. Subsequently, the basic hydrolysis of these polymers was accomplished to obtain poly (vinyl amine) (PVAm) in an easy and controlled way. The synthesized poly (vinyl amines) were then employed as stabilizers in the surfactant-free emulsion polymerization of methyl methacrylate (MMA). The MMA monomer polymerizes via two different ways, grafting from polyvinylamine and homopolymerization, leading to a core-shell type particles with polyvinylamine-based shells. The effect of different variables such as initiator type and concentration, the pH of the reaction and the molecular weight of PVAm’s on the conversion, grafting efficiency and morphology of the polymer particles were investigated. Throughout all the work, an extensive characterization of the polymers obtained in each step was performed in order to clarify possible mechanisms involved in this polymerization process. For the characterization of the polymeric particles obtained during this work were used some characterization techniques such as AF4, NMR, DLS, TEM, SEC/GPC and FT-IR.