Programme détaillé

Journées Scientifiques
Liquides Ioniques & Polymères :
Interfaces et élaboration de matériaux fonctionnels.
Nantes, 16 et 17 octobre 2014
Amphithéâtre de l’Institut des Matériaux de Nantes, 2 Rue de la Houssinière, 44300 Nantes
Dans le cadre du groupement de recherche « Liquides Ioniques et Polymères » (LIPs) et
avec le soutien de la Région des Pays de la Loire, nous sommes heureux de vous accueillir à
ce workshop autour de l’apport des liquides ioniques pour l’élaboration de matériaux
polymères.
Vous trouverez ci-après le programme détaillé et les résumés des communications
scientifiques.
Eric Leroy (GEPEA- IBSM), Jean Le Bideau (IMN)
Jeudi 16 octobre
9:00
Accueil & café
10:00 Ouverture des journées
10:20 Communication invitée du Pr. Isabel Marrucho (ITQB, Lisbone)
« Use of polymeric ionic liquids and ionic liquids for gas separation”
The development of CO2 capture processes is becoming increasingly important as concerns
on rising anthropogenic CO2 levels are being widely expressed. Therefore, the design of
advanced materials with the ability to efficiently separate CO2 from other gases is of vital
importance.1 Taking into account the extremely broad range of chemical and structural
possibilities of ionic liquid (IL) chemistry, and the undeniable engineering advantages of
membrane, there has been growing interest in poly(ionic liquid)s (PILs) for gas separation2
since this new class of functional polymers combines some of the exceptional and unique
properties of ILs with the macromolecular architecture and improved mechanical stability of
polymers.
In this communication, we will present a perspective of different straightforward strategies
for designing new highly efficient CO2 separation membranes based on PILs, ILs and their
composites (PIL-IL).3-5 The aim is not only to show the versatility of these ionic materials in
the development of improved CO2 separation membranes but also their easy preparation.
We here focus on pyrrolidinium-based cations combined with a highly performant
carboxilates, ciano-based and fluorinated anions. Due to the promising data obtained, it is
foreseen that the prepared poly(ionic liquid)-based membranes will play a especial role as
alternative efficiently materials for CO2 separation membranes.
1 P. Bernardo et al., Ind. Eng. Chem. Res., 48 (2009) 4638-4663.
2 R.D. Noble, D.L. Gin, J. Membr. Sci., 369 (2011) 1-4.
3 L.C. Tomé et al., ChemSusChem, DOI:10.1002/cssc.201300613.
4 L.C. Tomé et al., RSC Adv., 3 (2013) 1220-12229.
5 L.C. Tomé et al., J. Membr. Sci., 428 (2013) 260-266.
6 L.C. Tomé et al., J. Mater. Chem. A, 1 (2013) 10403–10411.
11:10 Communication orale de Virginie Delhorbe (CEA-Liten/DEHT/SCGE/LCB)
« Synthèses et structuration de polymères liquides ioniques.
Co-auteurs : L. Picard, T. Gutel, H. Mendil-Jakani et S. Lyonnard.
Résumé : Les polymères conducteurs ioniques constituent une nouvelle classe d’électrolytes
solides pour batteries lithium-ion. Une série de polymères liquides ioniques (PLI), de type
poly(Alkylvinylimidazolium TFSI) a été synthétisée par voie radicalaire avec différentes
chaines alkyles (éthyl, butyl, hexyl, octyl et décyl). Afin de mettre en évidence les effets de la
longueur de la chaine pendante, les propriétés physico-chimiques de ces matériaux telles que
la stabilité thermique, la transition vitreuse et la conductivité ionique ont été étudiées. En
parallèle, une étude SAXS a été réalisée sur le poly(éthyl-vinylimidazolium TFSI), le
poly(décyl-vinylimidazolium TFSI) et un copolymère (Ethyl/Décyl-vinylimidazolium TFSI)
(50/50) pour identifier l’évolution de leur morphologie en présence ou non de différents sels
(LiTFSI et NaTFSI).
11:35 Communication orale d’Eric Drockenmuller (IMP Lyon)
« Poly(1,2,3-triazolium)s : nouvelle génération de conducteurs ioniques fonctionnels »
Résumé : Nous avons récemment ouvert la voie vers la synthèse d’une nouvelle classe de
poly(liquides ioniques) (PILs) à base 1,2,3-triazolium. Leur synthèse bénéficie de la nature
polyvalente, robuste et orthogonale de la chimie click (cycloaddition azoture-alcyne catalysée
par le cuivre) ce qui offre des perspectives de design macromoléculaire sans précédent dans
le domaine des polymères électrolytes solides. La modulation aisée des paramètres
structuraux de cette nouvelle classe de matériaux permet de réguler la conductivité ionique,
la stabilité thermique ou d’autres propriétés cruciales dans la plupart des applications des
PILS. Le but de cette présentation sera de démontrer le potentiel de la chimie des PILs à base
1,2,3-triazolium pour aborder des nouveaux défis synthétiques utilisant des approches
inexplorées capables d'élargir la variété structurale et la fonctionnalité des PILS existants.
12:00 Communication orale d’Alexsander Shaplov (INEOS RAS / LPPI / LRCS)
“From synthesis of polymeric ionic liquids to their practical applications”
Co-auteurs : Denis O. Ponkratov, Elena I. Lozinskaya, Yakov S. Vygodskii, Christine Surcin,
Mathieu Morcrette, Michel Armand, Pierre-Henri Aubert, Cédric Plesse, Frédéric Vidal.
Résumé : The lecture will be focused on two main topics. 1) Synthesis of the new class of
polymers, namely polymeric ionic liquids (PILs) and the establishment of dependencies
between PILs structure (>50 various PILs), their glass transition temperatures and ionic
conductivity. 2) Formulation of the innovative materials, namely thin film solid electrolytes
with high ionic conductivity, and their utilization in the fabrication of various electronic
devices (Li batteries, “smart” electrochromic windows)
12:25 buffet et session posters
14:00 Communication orale d’Anne Jonquières (LCPM Nancy)
« Greffage de liquides ioniques sur des élastomères filmogènes par chimie "click" pour de
nouveaux matériaux fonctionnels
Co-auteurs : Sanghoon KIM1, Carole ARNAL-HERAULT1, Miao WANG1, Jérôme BABIN1, Laurent
DAVID2, Anne JONQUIÈRES1
1) Laboratoire de Chimie Physique Macromoléculaire, Université de Lorraine, CNRS FRE 3564,
Nancy
2) Laboratoire Ingénierie des Matériaux Polymères IMP@Lyon1, Université Claude Bernard
Lyon 1, Université de Lyon, CNRS UMR 5223, Villeurbanne
Résumé : Des élastomères greffés par des liquides ioniques pourraient offrir des perspectives
intéressantes pour des applications variées, notamment pour des membranes de séparation,
des matériaux nanocomposites et des revêtements polymères antibactériens. Dans ce projet
impliquant une collaboration entre deux laboratoires du GDR (LCPM et IMP), des
élastomères greffés par des liquides ioniques ont été obtenus en combinant trois chimies
orthogonales. Dans une première étape, un polymère précurseur de type poly(uréthaneimide) a été synthétisé par polycondensation avec un nombre contrôlé de groupes amines
tertiaires dans la chaîne principale. Ces groupes ont ensuite été modifiés chimiquement afin
d'introduire des groupes alcynes latéraux pour conduire à un élastomère "clickable". Celui-ci
a finalement été greffé par des liquides ioniques comportant une fonction azoture
complémentaire par chimie "click" selon une cycloaddition 1,3-dipolaire des groupes azoture
et alcyne catalysée par le cuivre (CuAAC). Cette chimie "click" a permis de faire varier
simplement le taux de greffage et la nature du liquide ionique greffé. Les élastomères greffés
ont été caractérisés par différentes techniques FTIR, RMN, SEC-MALLS, MDSC et Synchrotron
SAXS. Dans une étude préliminaire, l'influence du liquide ionique de type ammonium ou
imidazolium a ensuite été étudiée sur les propriétés de gonflement des élastomères greffés
dans l'eau. Le liquide ionique de type ammonium a conduit à la plus forte augmentation de
gonflement par un facteur d'environ 6 comparé à l'élastomère non greffé.
14:25 Communication orale de Guy Louarn (IMN)
« Straightforward approach to graft bioactive polysaccharides onto polyurethane and PVC
surfaces using an ionic liquid”
Co-auteur : S.Bigot*, G Louarn, N Kébir* and F Burel*.
* Laboratoire « Polymères Biopolymères Surfaces » - INSA de Rouen, CNRS UMR 6270, SaintEtienne du Rouvray
Résumé : Surface properties directly affect the performance of a material in a biological
environment. In this study, the goal was to develop a simple procedure allowing the grafting
of antibacterial polysaccharides onto biomedical grade polyurethanes (e.g. Tecothane®) and
PVC. A straightforward chemical pathway involving an isothiocyanate–alcohol reaction in an
ionic liquid (IL) was developed. PU isothiocyanted surfaces (PU–NCS) were first prepared by
reacting p-phenylene diisothiocyanate with the surface urethane groups. Then, unmodified
bioactive seaweed polysaccharides were directly grafted onto the surface. The selected IL,
i.e. 1-ethyl-3-methyl imidazolium phosphate, was of particular interest since this liquid
worked as solvent for p-phenylene diisothiocyanate and the polysaccharides and as catalyst
for the grafting reactions. Successful grafting of the different polysaccharides was attested by
changes in the surface functional groups, using XPS, AFM. This procedure would be
transposed to the grafting onto PU surfaces of any macromolecule of interest bearing
hydroxyl, thiol or amine groups.
S Bigot, G Louarn, N Kébir and F Burel, Applied Surface Science 283 (2013) 411– 416
S Bigot, G Louarn, N Kébir and F Burel, Carbohydrate Polymers 98 (2013) 1644– 1649
S Bigot, G Louarn, N Kébir and F Burel, Applied Surface Science 314 (2014) 301–307
14:50 Communication orale de Giao Nguyen (LPPI –Cergy Pontoise)
« Electrolytes polymères flexibles et robustes à base des réseaux interpénétrés de polymères
contenant EMI.TFSI – Application aux actionneurs polymères. »
Co-auteur : G. T. M Nguyen, C. Plesse, L. Goujon, N. Festin, F. Vidal
Résumé : L’élaboration de membranes conductrices ioniques en présence de liquide ionique
sera présentée. L’utilisation d’une architecture de type Réseaux Interpénétrés de Polymères
à base de poly(oxyde d’éthylène) et de caoutchouc nitrile a permis de combiner efficacement
au sein de ces membranes, de hautes valeurs de conductivité ionique (>1 mS.cm-1) et une
grande robustesse mécanique. La synthèse de ces matériaux, le contrôle de leur morphologie
ainsi que leur caractérisation mécanique seront présentées. Ces matériaux sont ensuite
rendus électroactifs par l’interpénétration d’électrodes à base de poly(3,4éthylènedioxythiophène) (PEDOT). Les résultats d'actionnement de ces matériaux
electroactifs seront ensuite décrits.
15:15 Communication orale de Djamel Aidoud (IMN)
« Liquide ionique confiné par photo-polymérisation pour application en micro-batterie tout
solide »
Co-auteurs : D. Aidoud,a D. Guy-Bouyssou,b D. Guyomard,a J. Le Bideau,a B. Lestrieza
IMN ; b ST Microelectronics, Tours
a
Résumé: Cette étude présente un électrolyte solide obtenu en confinant un liquide ionique
dopé
avec
un
sel
de
lithium
(le
N-Propyl-N-methylpyrrolidinium
bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (PyR13TFSI) + LiTFSI) dans une matrice polymère. Formé à
partir d'un précurseur liquide composé d'un simple mélange de liquide ionique et de
monomères acrylates, sa solidification est obtenu en quelques secondes par un procédé de
polymérisation ultra rapide, la photo – polymérisation. Ce matériau souple, possède une
conductivité ionique globale de l’ordre de 1,8 mS/cm à température ambiante, un nombre de
transport de lithium de 0.22 ainsi qu'une très bonne stabilité électrochimique. Les tests en
cyclage galvanostatique avec cet électrolyte montrent des capacités obtenues allant de 135
mA.h/g à C/10 à 100 mA.h/g à C avec une électrode composite poreuse de LiFePO4 (170
mA.h/g de capacité théorique) et face au lithium métallique. De plus le fait qu'il soit obtenu à
partir d'un précurseur liquide rapidement solidifiable permet son dépôt par le biais de
techniques simple comme l'enduction, la sérigraphie ou l'impression jet d'encre.
15:40 Pause café
15:45 Communication orale de Melody Leclere (CEA-Grenoble LITEN/DEHT/SCGE)
« Caractérisations de nouveaux Electrolytes Liquides Ionique sGélifiés pour les Batteries Liion »
Co-auteurs : Sébastien LIVI, Manuel MARECHAL, Lionel Picard, Jannick DUCHET-RUMEAU
Résumé : En raison de leur excellente stabilité thermique, de leur faible pression de vapeur et
de leur bonne conductivité thermique et électrique, les liquides ioniques sont souvent utilisés
comme une nouvelle alternative aux solvants conventionnels dans de nombreux domaines
tels que les électrolytes liquides contenant des carbonates volatiles et inflammables.
L’utilisation de liquides ioniques en tant que composés ioniques s’est répandue pour le
développement d’électrolyte solide [1,2]. Toutefois, une bonne compatibilité entre la matrice
polymère et le liquide ionique est nécessaire pour obtenir une bonne conductivité ionique
dans l’électrolyte. Pour cette raison, nous avons choisi un polymère thermodurcissable de
type époxyde-amine qui est un important hôte judicieux pour les liquides ioniques grâce à
ses excellentes propriétés mécaniques et sa stabilité thermique [3].
Dans cette étude, le réseau polymère modifié avec des liquides ioniques de type
phosphonium sont préparés par polymérisation du mélange de la DGEBA (bisphenol A
diglycidyl ether) et Jeffamine® D2000 en présence de liquides ioniques. Seul un d’entre eux a
permis d’incorporer une quantité suffisante pour obtenir des bonnes propriétés pour une
utilisation en tant qu’électrolyte. Ainsi le trihexyltetradecylphosphonium bis(2,4,4trimethylpentyl)phosphinate se comporte comme un durcisseur en réagissant avec la DGEBA.
Il a été possible d’incorporer jusqu’à 70% de LI dans une matrice en sous-stoechiométrie.
L’étude thermomécanique, morphologique et électrochimique de ce gel a montré des
propriétés satisfaisantes pour une intégration comme électrolyte dans des accumulateurs Liion.
[1] U. Takeshi, W. Masayoshi, Macromolecules. 2008, 41, 3745.
[2] H.Nakajima, H. Ohno, Polymer. 2008, 46, 11499.
[3] B.G. Soares, S. Livi, J. Duchet-Rumeau, J.F. Gerard, Polymer. 2012, 53, 60
16:10 Communication orale de Fouad Ghamouss (PCM2E Tours)
« Electrolytes Polymère/Liquide ionique pour microbatteries Li-ion »
Co-auteurs : Victor Chaudoy, François Tran-Van
Résumé: Li based batteries are today considered as one of the most important electricity
storage technology since it is adapted to various mobile applications. In such technologies,
the increasing of degree of security and safety is today considered as key concerns. In this
context, the development of no volatile and low flammability electrolytes to replace classical
alkylcarbonates based electrolytes is then highly popular. Therefore, two kinds of alternative
electrolytes are studied: Room-temperature ionic liquids (RTILs) and polymer based
electrolytes. In this communication, our results on the characterization and the use of RTILs
instead of alkylcarbonates based electrolyte will be exposed. In addition, very recent results
on the encapsulation of RTILs in linear and crosslinked polymer matrix and its use as solid/gel
electrolyte in Li based batteries will be exposed and discussed on the basis of ionic
conductivity, thermal behavior, compatibility with lithium electrode and electrochemical
studies (cyclic voltammetry, galvanostatic cycling, and impedance spectroscopy). Li based
batteries are made using LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 (NMC) as positive electrode. RTIL electrolyte are
made from pyrrolidinium bis(fluorosulfonyl)imide (PFSI) and LiTFSI salt with different
concentrations. Linear polymer electrolyte is obtained by mixing PVdF-HFP and RTIL. Cross
linked polymer electrolyte is obtained by radical polymerization of polyethylene glycol
dimethacrylate in RTIL. This later, exhibit enhanced mechanical properties compared to the
linear polymer electrolyte with moderate capacity retention and ionic conductivity. Our
results show the achievability of mechanically and dimensionally stable polymer electrolyte
which is more suitable for particle use.
16:35 Présentation orale de Sandrine Lyonnard (Univ. Grenoble)
« Structure et Transport des liquides ioniques bulk ou en confinement : caractérisations
microscopiques. Focus sur les Grands Instruments. »
Co-auteurs : Manuel Maréchal1,2, Hakima Mendil-Jakani1, Sandrine Lyonnard1
1) Univ. Grenoble Alpes, CNRS/ CEA-INAC-SPrAM, F-38000 Grenoble, France
2) LEPMI, Grenoble, France.
Résumé : Le laboratoire des Polymères Conducteurs Ioniques du SPrAM à Grenoble est
spécialiste de l’étude des propriétés de matériaux complexes utilisés en tant qu’électrolytes
dans les systèmes de conversion et stockage de l’énergie, e.g. les piles à combustible et les
batteries Li. Les techniques de diffusion de rayonnement sont employées sur les Grands
Instruments pour caractériser les matériaux à l’échelle nanométrique (SANS/SAXS), et étudier
la dynamique des ions (protons ou Lithium) ou des liquides (eau, liquides ioniques) dans
l’état bulk ou confinés dans les matrices polymère (QENS / INS) [1]. Ces outils sophistiqués
sont combinés avec d’autres techniques (RMN, DMA, DSC, sorption, perméation, tests en
pile) pour établir la relation multi-échelle structure-transport-propriétés. Dans cet exposé,
nous illustrerons les moyens et les méthodes de l’équipe sur quelques exemples de
caractérisation de liquides ioniques [2], systèmes mixtes polymères + liquides ioniques [3,4]
et polymères + surfactants [5,6].
[1] S. Lyonnard and G. Gebel, , European Physical Journal 213 (1) (2012), 195-211; S. Lyonnard,
Structure and Transport Properties in Polymer Electrolyte Membranes Probed at Microscopic Scales,
Springer-Verlag, New Energies, Ed. German Antonio Ferreira, 2013.
[2] Martinelli, A.; Marechal, M.; Ostlund, A.; et al., , PCCP 15, 5510-5517 (2013).
[3] Sood, Rakhi; Iojoiu, Cristina; Espuche, Eliane; et al., J. Phys. Chem. C 118 (2014), 26, 14157-14168
[4] Sood, R.; Iojoiu, C.; Espuche, E; Gouanve, F ; Gebel, G ; Mendil-Jakani, H ; Lyonnard, S ; Jestin, J., , J.
Phys. Chem. C , 116 (2012), 46, 24413-24423
[5] S. Lyonnard, Q. Berrod, B-A. Bruning, G. Gebel, A. Guillermo, H. Ftouni, J. Ollivier and B. Frick,., Eur.
Phys. Journal Special Topics, 189 (1), 205-216 (2010).
[6] Q.Berrod, S. Lyonnard, A. Guillermo, J. Ollivier, B. Frick, and G. Gébel, , Eur. Phys. Journal, in press
(2014).
17:00 Présentation d’Isabelle Marrucho sur l'enseignement autour des liquides ioniques
discussion
et
La transmission des connaissances sur les liquides ioniques aux étudiants est actuellement
peu développée. Isabel Marrucho nous présentera son expérience de l’enseignement dans ce
domaine, dans son université.
17:30 Conclusion journée
17:45 Fin
--------18:00
réunion du bureau du GDR (sur place à l’IMN)
---------------------
20:00 Diner au restaurant O DECK
O Deck se situe sur le pont n°2 du Nantilus, bâtiment flottant sur la Loire, à quai de l'île de Nantes, au
coeur du Parc des Chantiers... à quelques pas de la célèbre Grue Jaune Titan, du Carrousel des
Mondes Marins et de l'éléphant des Machines de l'île...
Coordonnées GPS : +47°12"23.43" 1°34"6.61"
http://www.odeck.fr/nous-trouver
Pour y aller :
En voiture: Parking Machines - 621 places - 10, Rue Arthur III - 02.28.20.01.09
En tramway : Ligne 1 - Arrêt Chantiers Navals.
Le tram vous emmène au pied du pont Anne de Bretagne, dès la descente, le Nantilus pointe le bout
de sa cheminée, et quelques pas plus tard, vous êtes installés, face à la Loire et à la ville.
En bus depuis la gare de nantes : Ligne de ChronoBus C5 - Gare SNCF Sud
Vendredi 17 octobre
9:00
Communication invitée de Benoit Duchemin (LOMC, Le Havre)
« Liquides ioniques et structures composites « tout cellulose »
Cellulose dissolution is a very timely topic: maximizing the use of this natural polymer is an
attempt to address environmental issues. Furthermore, this research topic is old, yet vivid,
due to recent explorations in the field of ionic liquids. This presentation will show how
progresses in ionic liquid research have triggered a debate on the exact nature of cellulose
solvents. Some exotic applications will also be presented. Examples will include the
production of cellulose nanoparticles, the making of atypical cellulose spherolites and, of
course, self-reinforced all-cellulose composites.
9:50
Communication orale d’Alain Dequidt (ICCF Clermont)
« Effet d’un cosolvant sur la dissolution d’un microfibrille de cellulose dans un liquide
ionique imidazolium-acétate : simulations »
Co-auteurs : Sadiye Velioglu, Xun Yao, Julien Devémy, M. Goktug Ahunbay, S. Birgul TantekinErsolmaz, Alain Dequidt, Margarida F. Costa Gomes, Agílio A.H. Pádua
Résumé : Les liquides ioniques, notamment à base d’acétate d’imidazolium, peuvent
dissoudre de grandes quantités de cellulose, qui peut ensuite être extraite de la solution.
Mais la viscosité élevée de ces solvants restreint leur utilisation dans la pratique. La viscosité
peut être considérablement diminuée par l’ajout d’un co-solvant. Dans le liquide ionique, la
dissolution est favorisée par les nombreuses liaisons hydrogène entre la cellulose et l’anion.
En revanche, l’ajout d’un co-solvant peut modifier les interactions cellulose-solvant et peut
diminuer la solubilité de la cellulose. Dans cette étude, nous avons simulé numériquement la
solvatation d’un micro-fibrille de cellulose de 36 chaînes et d’un oligomère isolé. Nous avons
comparé la structure et les interactions dans le cas de deux solvants : le liquide ionique pur
ou en mélange équimolaire avec du DMSO. Nous montrons notamment que le DMSO ne se
substitue pas au liquide ionique dans les interactions avec la cellulose.
10:15 Communication orale de Nela Buchtova (CEMEF Mines Paristech)
« Biomatériaux poreux à base de cellulose »
Co-auteurs : Cyrielle Rudaz, Tatiana Budtova
Résumé : Ce travail porte sur l’élaboration de nouveaux biomatériaux extrêmement poreux
et ultra légers à base de cellulose, préparés grâce à la dissolution de cellulose dans des
liquides ioniques, pour les applications dans le domaine biomédical (matrice pour la
libération contrôlée, scaffolds). Le but est de comparer la morphologie et les propriétés de
ces matériaux obtenus par différents modes de séchage.
La cellulose est dissoute dans un mélange de 1-éthyl-3-méthylimidazolium acétate et
diméthylsulfoxyde et coagule dans un bain de non-solvant. Le biomatériau poreux sec est
obtenu après l’une des trois techniques de séchage suivantes : (i) séchage dans le CO2
supercritique (aérogel) ; (ii) lyophilisation (cryogel) ; (iii) séchage à l’air (xerogel). Sa densité,
surface spécifique, propriétés mécaniques et morphologie sont étudiées.
Remerciements : Les résultats sont obtenus dans le cadre de projet ANR « Nanocel » ANR-09HABISOL-010 et projet EU « Aerowood » FP7 ERA-NET Plus WoodWisdom-Net+. Nous
remercions Prof. B. Saake, Université de Hambourg (Allemagne), pour les celluloses natives.
10:40 Pause café
11:10 Communication orale de Mohamed Yousfi
(Ecole des Mines DOUAI)
« Interfacial tension measurement of ionic liquid compatibilized thermoplastic blends:
comparison between online and offline rheological methods”
CO-AUTEURS : MOHAMED YOUSFI, DIMITRI CHOMAT, MARIE-FRANCE LACRAMPE,
JÉRÉMIE SOULESTIN, PATRICIA KRAWCZAK
Résumé: The aim of this work was to evaluate the effect of ionic liquids (quaternary
ammonium salts) on the interfacial tension of a PP/PA6 blend using two different
experimental techniques. The interfacial tension values obtained from shear oscillation
measurements and based on Gramespacher and Meissner relaxation spectrum analysis [1]
were compared with those deduced from micro-compounder rheometry measurements and
based on Serpe formula [2]. The results showed a good agreement between them, proving
the accuracy of this equipment when used as an in-situ rheometer during compounding [3].
The effect of the elasticity of the matrix and the dispersed phase on the interfacial tension
will also be discussed on the basis of different models known in the literature.
[1] H. Gramespacher et al., Journal of Rheology, 36 (1992), 1127–1141.
[2] G. Serpe et al., Polymer Engineering and Science, 30 (1990) 553–565.
[3] M. Yousfi et al., Polymer testing, 2014, Accepted.
11:35 Communication orale de Sébastien Livi
(IMP Lyon)
« Influence des liquides ioniques sur les propriétés mécaniques et barrière à l’eau du
poly(butylene-adipate-terephthalate) »
Auteurs: Sébastien Livi, Valéria Bugatti, Bluma Guenther Soares, Jannick Duchet-Rumeau.
12:00 Communication orale de Paul Decaen (GEPEA - BIA)
« Compatibilisation des mélanges amidon/protéine par des liquides ioniques »
Co-auteurs : Paul Decaen, Gaël Colomines, Denis Lourdin, Eric Leroy.
Résumé : Inside a maize grain, in which starch granules are embedded in a continuous
protein rich minor phase, the interfacial adhesion between starch (hydrophilic) and proteins
(mostly hydrophobic) phases are strong enough to ensure cohesive breaking of the material.
When cereal flour is melt processed to obtain a bioplastic, the natural interface structure
between starch and proteins is destroyed, resulting in an incompatible blend with poor
mechanical properties. The current scientific state of art points out that the main problem is
the thermody-namic incompatibility between starch and proteins.In the present work, we
propose to use ionic liquids and deep eutectic solvents as co-plasticizers and compatibilizers
of the starch and protein phases.
Leroy, E, Decaen, P, Jacquet, P, Coativy, G, Pontoire, B, Reguerre, AL, Lourdin, D, 2012, Deep
Eutectic Solvents as functional additives for starch based plastics. Green Chemistry, Vol.14
(11), 3063 – 3066.
12:25 repas de midi
13:35 Communication orale d’Alain Le Bail (GEPEA ONIRIS)
« Utilisation du chlorure de choline comme substitut du sel dans une pâte à pizza »
Co-auteur(s) : 1, 2, 3Le-Bail, A., 1, 2, 3Billard, T., 1, 2, 3Domingue, K., 1, 2, 3Jousselin, L., 1, 2, 3Leray, G.,
Della-Valle, D., 4Cheio, J. & 1, 2, 3Chevallier, S.
1
LUNAM University, Nantes, France
2
CNRS, Nantes, F-44307, France
3
ONIRIS, UMR 6144 GEPEA, CS 82225, 44322 Nantes Cedex 3.
4
VMI Pétrins et Mélangeurs Z.I. Nord - 85607 MONTAIGU Cedex, France
1, 2, 3
Résumé : La réduction du sel (NaCl) fait partie des priorités de l’OMS qui recommande une
consommation inférieure à 5 g par jour afin de réduire les risques cardiovasculaires. Cette
présentation est liée à un projet Européen en cours (PLEASURE – FP7) sur la réduction de sel,
sucre et matières grasses dans différents aliments dont une pâte à pizza
(http://www.pleasure-fp7.com/fr/). Le chlorure de choline (vitamine B4) a été utilisé comme
substitut de sel. La pâte contenait en valeur nominale 2,1 g de sel pour 100 g de farine. Une
réduction de 50% de la teneur en sel a été possible en rajoutant 25% de la masse initiale de
sel sous forme de chlorure de choline sans affecter la perception salée.
Sur le plan technologique, l’ajout de chlorure de choline tend à réduire le temps de
pétrissage des pâtes alors que l’ajout de sel a tendance à allonger la durée de pétrissage. Cet
écart pourrait s’expliquer par des interactions ioniques entre les chaines de gluten, chargées
négativement et les espèces iniques présentes en solution, sel et chlorure de choline étant
tous deux hydrosolubles. Aucun effet n’a été observé sur le phénomène de rassissement
entre les deux formulations. Ces travaux se poursuivent par une thèse en Octobre 2014
visant à mieux comprendre les phénomènes observés lors de ces premiers essais.
Keywords: pizza dough, staling, salt, choline chloride
14:00 communication orale de Carole Cerclier (IMN)
“Cconfinement of hydrophobic ionic liquids within cellulose derived host network”
14:25 communication orale de Manuel Marechal
(SPrAM CEA Grenoble)
« Ionic liquids Based Electrolytes for Dye-Sensitized Solar Cells”
Co-auteur : O. Fontaine, A. Touijine, C. Bonhomme, F. Ribot, B. Jousselme, C. Sanchez, C.
Laberty-Robert
Résumé: A system composed of ionic liquid covalently embedded into silica gels electrolytes
has been developed. The idea was to tune the structure and the related interactions. These
silica scaffolds were formed by co-condensation of a silica precursor with an alkoxysilane
functionalized ionic liquid precursor. Hybrid organic-inorganic electrolytes are of interest as
ionogels in dye-sensitized solar cells (DSSCs).
The morphologies of the gels were explored using SAXS studies. SAXS
experimentsunambiguously prove that the choice of the different experimental parameters
permit to control the nanostructuration. Cyclic voltammetry experiments were carried out to
measure the apparent diffusion coefficient of the redox couple I-/I3- into these gels scaffold.
The diffusion coefficient of triiodide in the gel is comparable to the one observed in
solvent−free based ionic liquid electrolyte. These gels were evaluated as electrolyte
components of quasi−solid−state DSSCs. Finally, these ionogels cons tutes an interes ng
alternatives on organic like electrolyte for DSSCs application.
14:50 communication orale d’Olivier Fontaine (ICG Montpellier)
« BIREDOX IONIC LIQUIDS: NEW OPPORTUNITIES TO DEVELOP HIGH PERFORMANCE
ELECTROCHEMICAL DEVICES”
Co-auteurs: Eléonore Mourad, Mathieu Meyer, Ahmad Mehdi, André Vioux and Olivier
Fontaine
Résumé : Driven by growing concerns about renewable and mobile energy, electrochemical
energy storage represents one of the major scientific challenges of the twenty-first century.1
The design of ionic liquids (ILs) comprising the target ion or imidazolium cations bearing a
functional group adapted to the specific application permits to overcome the issues
associated to the use of mixtures, including the presence of useless ions. Redox ILs belong to
this type of so-called task-specific ILs. In 2009, some of us reported the electrochemical and
mass-transport properties of a ferrocene-tagged imidazolium ILs.2
The idea that motivated the present work was that the use of biredox ionic liquids, in which
both the cation and the anion would bear redox moieties, should maximize the advantages of
electroactive electrolytes in a large range of applications.(3) In electrochemical double layer
capacitors, faradic storage, coupled to electrostatic storage, should considerably increase the
specific capacitance. The clear advantage is that to have all-in-one electrolyte components,
where the concentration of both ions and redox species is maximized. Accordingly, we report
here the synthesis and electrochemical properties of an original biredox IL electrolyte in
which the anion and the cation are functionalized with anthraquinone and TEMPO moieties,
respectively. To the best of our knowledge this is the first report of a biredox IL. The
electrochemistry investigation (CVs, SECM) shows fast kinetic and high reversibility,
encouraging the building of electrochemical double layer capacitor.
(1) Armand, M.; Endres, F.; MacFarlane, D. R.; Ohno, H.; Scrosati, B. Nat Mater 2009, 8, 621629.
(2) Fontaine, O.; Lagrost, C.; Ghilane, J.; Martin, P.; Trippe, G.; Fave, C.; Lacroix, J. C.; Hapiot,
P.; Randriamahazaka, H. N. Journal of Electroanalytical Chemistry 2009, 632, 88-96.
(3) Mourad, E; Coustan, L; Freunberger, S; Favier, F; Mehdi, A; Vioux, A; Fontaine, O;
Submitted
15:15 communication orale d’ Anatoli Serghei (IMP Lyon)
“High density of interfaces by volume nano-structuration leading to materials with giant
electrical permittivity”
Co-auteurs : V. Levchenko, G. Boiteux, E. Beyou, P. Alcouffe, G. Seytre, A. Serghei
Résumé : One essential aspect related to the increasing demand for alternative energy
sources represents the need to develop systems with enhanced capacity of energy storage.
In this context, polymeric materials with high values of permittivity occupy an important
place. One general strategy to increase the global permittivity of materials relies on the
concept of inducing local variations in electrical conductivity across internal interfaces.
Designing systems with enhanced permittivity implies thus to employ materials with high
density of interfaces. The self-structuration process driven by a disorder-order transition
specific to block-copolymers leads to well–defined morphologies on the nanometric lengthscale resulting in a huge density of interfaces. The incompatibility between the two polymer
phases and the large difference in the miscibility toward an ionic liquid offers the possibility
of an asymmetric doping leading to a nano-structuration process of the local electrical
properties. This gives rise to a well-defined sequence of insulating and conductive polymer
phases on the nanometric length-scale. In the present contribution we show that this
approach can be used to produce materials exhibiting a giant permittivity, up to 1e6. This
finding can have a great technological impact, especially in the field of energy storage.
15:40 Conclusion des journées
16:00 fin
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