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Doctorant(e) en synthèse/matériaux polymères H/F (CP2M, Lyon)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
- Français-- Anglais-- Espagnol

Date Limite Candidature : jeudi 8 juin 2023

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Informations générales

Intitulé de l'offre : Doctorant(e) en synthèse/matériaux polymères H/F (CP2M, Lyon)
Référence : UMR5128-ELOBOU-001
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : VILLEURBANNE
Date de publication : jeudi 18 mai 2023
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 2 octobre 2023
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel
Section(s) CN : Chimie des matériaux, nanomatériaux et procédés

Description du sujet de thèse

Contexte: Les composites polymères hautes performances remplacent progressivement les métaux dans l'industrie des transports (automobile, aménagement intérieur des trains, transports urbains, etc) afin d'alléger les structures et réduire ainsi les émissions de CO2. Bien que les composites thermodurcissables aient une grande durée de vie, ils ne sont pas recyclables. Les composites thermoplastiques ont donc fait l'objet d'une grande attention dans le cadre du développement durable au cours des 15 dernières années. Si le rôle des nanoparticules sur les propriétés mécaniques statiques est bien connu - l'ajout de 0,1 à 10 % de charges inorganiques améliore considérablement la déformation à la rupture, la rigidité et la limite d'élasticité - les effets des nanoparticules sur le comportement à long terme, comme la résistance à la fatigue (durée de vie pendant les cycles de contrainte jusqu'à la propagation des fissures et la rupture), ne sont pas clairement établis, mais sont essentiels pour la plupart des applications. De plus le rôle de l'interphase sur la propagation des fissures et le comportement à la fatigue n'est pas encore totalement compris.

Contexte de travail

Objectifs: Le projet NANOLIFE vise à comprendre les mécanismes moléculaires régissant la formation et la propagation des fissures à proximité des nanoparticules et leur corrélation avec les propriétés de fatigue macroscopiques. Nous aborderons ce défi complexe en combinant simulations et mesures expérimentales sur des systèmes modèles permettant de contrôler finement deux caractéristiques essentielles définissant les nanocomposites : la taille des nanoparticules et la cohésion entre la matrice et les particules.

Programme de Recherche: Le travail de recherche au laboratoire CP2M consistera à synthétiser/formuler des matériaux nanocomposites silice/poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA) selon 2 approches : mélange à l'état fondu et polymérisation en émulsion. Dans les deux cas, des chaînes de polymère d'architectures bien définies seront greffées à la surface des particules de silice afin de garantir un bon état de dispersion au sein de la matrice. Un premier objectif est de contrôler la topologie, la masse molaire et la densité de greffage des chaînes de polymère, et ce pour différentes tailles des particules de silice, afin de moduler les propriétés de l'interphase/interface (épaisseur, enchevêtrements) et sa cohésion avec la matrice. L'effet des conditions de mise en œuvre et de synthèse sur la structure des matériaux obtenus sera étudié en détail. Par la suite, nous mettrons en œuvre dans les deux stratégies ci-dessus un nouveau concept de réticulation dynamique aux interfaces. Des liens thermoréversibles via des réactions de type Diels-Alder seront incorporés dans la couche de polymère afin de piéger les chaînes de la matrice dans un réseau covalent dynamique à basse température tout en permettant une mise en œuvre à plus haute température. Enfin, dans une troisième partie, des tests mécaniques permettront de relier les propriétés de l'interphase aux modes de rupture avec une approche multi-échelle.

Il s'agit d'un projet pluridisciplinaire qui combine des compétences en chimie de surface (fonctionnalisation de particules inorganiques), chimie des polymères (polymérisation radicalaire conventionnelle et contrôlée), physicochimie colloïdale et caractérisations physiques/science des matériaux (rhéologie, propriétés mécaniques).

Nous recherchons un(e) candidat(e) très motivé(e) avec une première expérience dans le domaine des colloïdes et/ou des polymères. Un goût prononcé pour la recherche et le travail en équipe seront des atouts supplémentaires.

Contraintes et risques

La thèse se déroulera à Villeurbanne (CPE Lyon) mais des missions ponctuelles sont envisagées dans les laboratoires partenaires afin de caractériser et d'évaluer les composites synthétisés.

Démarrage de la thèse: Sept/Oct. 2023