POlymères, Photochimie, Propriétés et Interfaces

Thématique POPPI - POlymères, Photochimie, Propriétés et Interfaces

Responsable : Pierre-Olivier Bussière, MC Sigma Clermont
 

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Le projet scientifique du groupe POPPI « POlymères, Photochimie, Propriétés et Interfaces » s’articule autour de l’approche physico-chimique du comportement photochimique et de la durabilité des polymères. Les conséquences du vieillissement sur les propriétés à long terme des polymères font partie de notre démarche scientifique. Les domaines d’applications ciblés pour développer cette approche sont principalement ceux de l’énergie (solaire, éclairage, …) et des revêtements. Outre l’étude des mécanismes réactionnels qui constitue notre cœur de métier, un nouvel aspect des conséquences du vieillissement est développé. L’activité, menée sur les matériaux polymères et les nanocomposites est orientée vers l’étude de l’impact du vieillissement photochimique aux interfaces. Cette nouvelle orientation implique à la fois la maîtrise de nouveaux concepts et le développement de méthodes et d’outils analytiques.
 

Compétences

Les compétences du groupe POPPI sont basées sur son expertise dans la compréhension des réactions induites par la lumière. Plus largement elles peuvent être décrites par l’analyse physico-chimique des produits résultant du vieillissement des polymères sous l’impact de leur environnement d’usage et des modifications des propriétés depuis l’échelle moléculaire à l’échelle macroscopique. De façon plus détaillée, POPPI est en mesure de revendiquer de fortes compétences sur :
  • les outils de la photochimie,
  • les techniques d’irradiation des polymères (enceintes de photovieillissement artificiel accéléré conçues au sein du laboratoire),
  • les méthodes couplées (Photo-DSC, Photo-IR, ATG/DSC/humidité),
  • les méthodes spectroscopiques (spectrométries vibrationnelles et optique), éventuellement couplées à des traitements chimiques ou physiques spécifiques, voire à des conditions spécifiques (irradiations en présence d’18O, réactions avec 1O2)
  • l’analyse des photoproduits de faibles masses piégés ou non dans la matrice (SPME-MS, IR),
  • l’analyse de la morphologie, des propriétés physiques et mécaniques de surface (AFM),
  • l’analyse des propriétés viscoélastiques à l’état solide (DMA),
  • l’analyse thermique (DSC, thermoporosimétrie et DSC modulée),
  • la prévision du comportement à long terme des polymères en conditions de vieillissement climatique.
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Personnel

Personnels permanents

Personnels non permanents

  • Coralie AVENEL, DoctoranteCEA
  • Camille BLIVET, Doctorante SIGMA Clermont
  • Margot PLIQUET, Doctorante CIFRE Schneider Electrics
  • Eric-Aimé POUTOUGNIGNI, Doctorant MESR
  • Géraldine RAPP, Doctorante CNRS

Programmes et projets

  • Thèses CIFRE : Renault-BASF (2012-2015) , AREVA (2012-2015), IRSN (2013-2016)
  • Thèses EDF-MAISN MULTIPOL (2016-2019)
  • Contrats ARCELOR-MITTAL (2016), Nexans (2014), EDF-MAISN CORROSION (2016-2019)
  • ANR CEPHORCAS (2011-2013) puis ANR HELIOS (2014 -2017)
  • PNRCC ODON (2012-2014)
  • Equipex Durasol : 7 partenaires, pilotage CEA-INES, (2012-2019)
  • Programme européen ITN Establis (“Ensuring stability in organic solar cells”), 11 partenaires, (2012-2015) 3 Thèses (2012-2015)
  • Thèse CEA-Region INES (2012-2015) puis (2015-2018)

Publications

2018

A. PERTHUE, P.-O. BUSSIERE, M. BABA, J.-F. LARCHE, S. THERIAS*, F.KARASU, C. CROUTXÉ-BARGHORN Impact of particle size in PE/ATH composites : The relationship between the interphase and water uptake. Progress in Organic Coatings, 2018, 114, 145-153.

A. SIDI, J. COLOMBANI, J.-F. LARCHÉ, A. RIVATON* Multiscale analysis of the radiooxidative degradation of EVA/EPDM composites. ATH filler and dose rate effect. Radiation Physics and Chemistry, 2018, 142, 14-22.

A. PERTHUÉ, I. DOMÍNGUEZ, P. VERSTAPPEN, W. MAES, O. J. DAUTEL, G. WANTZ, A. RIVATON* An efficient and simple tool for assessing singlet oxygen involvement in the photo−oxidation of conjugated materials. Solar Energy Materials & Solar Cells, 2018, 176, 336-339.

G. GOOUREY, P. WONG-WAH-CHUNG, L. BALAN, Y. ISRAËLI* Effects of ZnO quantum dots on the photostability of acrylate photopolymers used as recording materials. Polymer Degradation and Stability, 2018, 153, 172-184.

B. EYHERAGUIBEL*, M. LEREMBOURE, M. TRAIKIA, M. SANCELME, S. BONHOMME, D. FROMAGEOT, J. LEMAIRE, J. LACOSTE, A.-M. DELORT Environmental scenarii for the degradation of oxo-polymers. Chemosphere, 2018, 198, 182-190.

2017

I. TOPOLNIAK, A. VINCZE*, J.-L. GARDETTE, D. HASKO, A. SATKA, S. THERIAS, F. UHEREK Surface analysis of EVOH and its nanocomposite photoageing : particles effect. Vacuum, 2017, 138, 125-133.

S. THERIAS, M. MURARIU*, P. DUBOIS* Bionanocomposites based on PLA and halloysite nanotubes : from key properties to photooxidative degradation. Poymer Degradation and Stability, 2017, 145, 60-69.

A. CHAPEL, R. BOONSIN, G. CHADEYRON*, D. BOYER, A. BOUSQUET, R. MAHIOU, W. HENRIQUE CASSINELLI, C. V. SANTILLI, S. THERIAS* Preparation and characterization of a red luminescent composite composed of an EVA copolymer and a Y3BO6:Eu3+ phosphor. New Journal of Chemistry, 2017, 41, 12006-12013.

B. EYHERAGUIBEL*, M. TRAIKIA, S. FONTANELLA, M. SANCELME, S. BONHOMME, D. FROMAGEOT, J. LEMAIRE, G. LAURANSON, J. LACOSTE, A.-M. DELORT* Characterization of oxidized oligomers from polyethylene films by mass spectrometry and NMR spectroscopy before and after biodegradation by a Rhodococcus rhodochrous strain. Chemosphere, 2017,184, 366-374.

A. PERTHUE, P. BOUTINAUD*, S. THERIAS, J. L. GARDETTE* Photon management in the photochemical degradation of EVA-calcite composite films. Polymer Degradation and Stability, 2017, 144, 325-330.

I. TOPOLNIAK, A. CHAPEL, J. GAUME, P.-O. BUSSIERE, G. CHADEYRON, J.-L. GARDETTE, S. THERIAS* Applications of polymer nanocomposites as encapsulants for solar cells and LEDs : Impact of photodegradation on barrier and optical properties. Polymer Degradation and Stability, 2017, 145, 52-59.

A. TOURNEBIZE, I. FRAGA DOMINGUEZ, G. E MORSE, C. TAVIOT−GUEHO, A. RIVATON*, H. PEISERT, T. CHASSE Side chain structure and dispersity impact the photostability of low band gap polymers. Polymer Degradation and Stability, 2017, 146,155−160.

2016

A. PERTHUE, P.-O. BUSSIERE*, M. BABA, J.-F. LARCHE, J.-L. GARDETTE, S. THERIAS Correlation between water uptake and loss of the insulating properties of PE/ATH composites used in cables applications. Polymer Degradation and Stability, 2016, 127, 79-87 (Special Issue).

C. ROUILLON, P.-O. BUSSIERE, E. DESNOUX, S. COLLIN, C. VIAL, S. THERIAS, J.-L. GARDETTE* Is carbonyl index a quantitative probe to monitor polypropylene photodegradation ? Polymer Degradation and Stability, 2016, 128, 200-208.

S. COLLIN, P.-O. BUSSIERE*, S. THERIAS, J. LACOSTE The role of hydroperoxides in the chemiluminescence of oxidized polymers reconsidered European Polymer Journal, 2016, 76, 122-134.

M. HALMA, A. KHENIFI, M. SANCELME, P. BESSE-HOGGAN, P.O. BUSSIERE, V. PREVOT, C. MOUSTY* Thin bacteria/Layered Double Hydroxide films using a layer-by-layer approach. Journal of Colloid & Interface Science, 2016, 474, 151-158.

A.CHAPEL, S. BENDKHIL, S. THERIAS, JL GARDETTE, D. HANNANI, G. POIZE, M. GACEUR, S. SHAH, P. WONG-WAH-CHUNG, C. VIDELOT-ACKERMANN, O. MARGEAT, A. RIVATON, J. ACKERMANN Effect of ZnO nanoparticles on the photochemical and electronic stability of P3HT used in polymer solar cells Solar Energy Materials and Solar Cells, 2016, 155, 79-87

A. PERTHUE, P. BOUTINAUD, S. THERIAS, JL GARDETTE Influence of down shifting particles on the photochemical behavior of EVA copolymers Polymer Degradation and Stability, 2016, 133, 144-151

H. SANTOS SILVA, I. FRAGA DOMINGUEZ, A. PERTHUE, P. D. TOPHAM, P.-O. BUSSIERE, R. C. HIORNS, C. LOMBARD, A. RIVATON, D. BEGUE, B. PEPIN-DONAT. Designing intrinsically photostable low band gap polymers : a smart tool combining EPR spectroscopy and DFT calculations. Journal of Materials Chemistry A : Materials for Energy and Sustainability, 2016, 4(40), 15647-15654.

A.TOURNEBIZE, A. RIVATON, M.SECK, A. VINCZE, A. DISTLER, H.-J. EGELHAAF, C.J. BRABEC, H. PEISERT, T. CHASSE. Photodegradation of Si-PCPDTBT:PCBM active layer for organic solar cells applications : a surface and bulk investigation. Solar Energy Materials and Solar Cells, 2016, 155, 323-330.

2015

A. SIDI, J.-F. LARCHE, P.-O. BUSSIERE, J.-L. GARDETTE, S. THERIAS, M. BABA* Water as a morphological probe to study polymer-filler interfaces : an original application of thermoporosimetry. Physical Chemistry Chemical Physics, 2015, 17, 18751-18760.

A. COLIN, M. BABA, P.-O. BUSSIÈRE*, E. CAVALETTI, F. NIZEYIMANA, S. THERIAS Investigation of the thermo-oxidation mechanism of acrylic-urethane-silicone / amino-silane based topcoat. Polym. Degrad. Stab., 2015, 114, 115-124.

G. G. GOOUREY, P. WONG-WAH-CHUNG, F. DELOR-JESTIN, B. LEGERET, L. BALAN, Y. ISRAËLI* Photostability of acrylate photopolymers used as components in recording materials. Polym. Degrad. Stab., 2015, 119, 208-216.

I. TOPOLNIAK, J.-L. GARDETTE, S. THERIAS* Influence of zeolite nanoparticles on photostability of ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH) Polym. Degrad. Stab., 2015, 121, 137-148.

S. COLLIN, P.-O. BUSSIERE*, J.-L. GARDETTE, J. PERDEREAU, R. GORJUP, S. THERIAS Accelerated photo-aging of organic coatings used as protective layers for Blu-ray Discs. Progress in Organic Coatings, 2015, 84, 9-17.

I. FRAGA DOMINGUEZ, P. TOPHAM, P.-O. BUSSIÈRE, D. BÉGUÉ*, A. RIVATON* Unravelling the Photodegradation Mechanisms of a Low Bandgap Polymer by Combining Experimental and Modelling Approaches. Journal of Physical Chemistry C, 2015, 119, 2166-2176.

A. TOURNEBIZE, A. RIVATON*, H. PEISERT, T. CHASSÉ The Crucial Role of Confined Residual Additives on the Photostability of P3HT : PCBM Active Layers. Journal of Physical Chemistry C, 2015, 119, 9142-9148.

I. FRAGA DOMINGUEZ, P. D. TOPHAM*, P.-O. BUSSIÈRE, D. BÉGUÉ DIDIER, A. RIVATON Controlled Synthesis of Poly(neopentyl p-styrene sulfonate) via Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerisation. Polymer International, 2015, 64, 621-630.

J. KOLOMANSKA, P. JOHNSTON, A. GREGORI, I. FRAGA DOMINGUEZ, H.-J. EGELHAAF, S. PERRIER, A. RIVATON, C. DAGRON-LARTIGAU, P. D. TOPHAM* Design, synthesis and thermal behaviour of a series of well-defined clickable and triggerable sulfonate polymers RSC Advances, 2015, 5, 66554-66562.

H. SANTOS SILVA, J. CRESSON, A. RIVATON, D. BEGUE*, R. C. HIORNS* Correlating geometry of multidimensional carbon allotropes molecules and stability. Organic Electronics, 2015, 26, 395-399.

2014

S. BERTHUMEYRIE, S. COLLIN, P.-O. BUSSIERE, S. THERIAS* Photooxidation of cellulose nitrate : New insights into degradation mechanisms. Journal of Hazardous Materials, 2014, 272, 137-147.

J.-L. GARDETTE*, A. COLIN, S. TRIVIS, S. GERMAN, S. THERIAS Impact of photooxidative degradation on the oxygen permeability of poly(ethyleneterephthalate). Polymer Degradation and Stability, 2014, 103, 35-41.

P.-O. BUSSIERE, J.-L. GARDETTE, S. THERIAS* Photodegradation of celluloid used in museum artifacts. Polymer Degradation and Stability, 2014, 107, 246–254.

A. RIVATON*, A. TOURNEBIZE, J. GAUME, P.-O. BUSSIÈRE, J.-L. GARDETTE, S. THERIAS* Photostability of organic materials used in polymer solar cells. Polymer International, 2014, 63, 1335-1345.

G. WANTZ*, L. DERUE, O. DAUTEL, A. RIVATON, P. HUDHOMME, C. DAGRON-LARTIGAU* Stabilising polymer-based bulk heterojunction solar cells via cross-linking. Polymer International, 2014, 63, 1346-1361.

A. TOURNEBIZE, A .RIVATON, J.-L. GARDETTE, C. LOMBARD, B. PÉPIN-DONAT, S. BEAUPRÉ, M. LECLERC* How photoinduced crosslinking under operating conditions can reduce PCDTBT-based Solar Cell Efficiency and then Stabilize it. Advanced Energy Materials, 2014, 4, 1301530.

L. DERUE, O. DAUTEL, A. TOURNEBIZE, M.DREES, H. PAN, S. BERTHUMEYRIE, B. PAVAGEAU, E. CLOUTET, S. CHAMBON, L. HIRSCH, A. RIVATON, P. HUDHOMME, A. FACCHETTI, G. WANTZ* Thermal stabilisation of polymer-fullerene bulk heterojunction morphology for efficient photovoltaic solar cells. Advanced Materials, 2014, 26, 5831–5838.

C. MADELEINE-PERDRILLAT, F. DELOR-JESTIN*, P.-O. BUSSIERE, P. DE SAINTE CLAIRE, J.-F. PILICHOWSKI, M. BABA Simultaneous UV or thermal exposure and IR detection of evolved vapours : new tool for studying polymer photo-degradation. Journal of Photochemistry and Photobiology A : Chemistry, 2014, 278, 53-59.

N. PRADAL*, G. CHADEYRON, S. THÉRIAS, A. POTDEVIN, C.V. SANTILLI, R. MAHIOU Investigation on combustion derived BaMgAl10O17 : Eu2+ phosphor powder and its corresponding PVP/BaMgAl10O17:Eu2+ nanocomposite. Dalton Transactions, 2014, 43, 1072-1081.

N. PRADAL, D. BOYER, G. CHADEYRON*, S. THERIAS, A. CHAPEL, C.V. SANTILLI, R. MAHIOU Investigations on PVP/Y3BO6:Eu3+, a red luminescent composite for lighting devices based on near UV-LEDs. Journal of Materials Chemistry C, 2014, 2, 6301-6311.