Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR COATING ELECTRICALLY CONDUCTIVE PARTICLES BY GRAFTING A POLYMER LAYER AND PRODUCTS RESULTING FROM SAID METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/020697
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a method for forming a coat on conductive particles by grafting a polymer and/or a copolymer on said particles from a bath containing at least a monomer from which said polymer and/or copolymer is formed. The method consists in producing said grafting by electrochemical reduction of said monomer in an electrolytic solution, wherein are provided at least a cathode and an anode and containing an aprotic solvent, a support-electrolyte and the monomer(s) required for polymerising or copolymerising the coat by suspending the particles and moving said solution so as to produce an intermittent contact between said particles and the cathode, and to form, by polymerisation or copolymerisation, the coat on the particles by applying an appropriate potential.

Inventors:
JEROME ROBERT (BE)
MARTINOT LUCIEN (BE)
MERTENS MARC (BE)
Application Number:
PCT/BE1998/000158
Publication Date:
April 29, 1999
Filing Date:
October 22, 1998
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
CIPARI S A (LU)
JEROME ROBERT (BE)
MARTINOT LUCIEN (BE)
MERTENS MARC (BE)
International Classes:
B01J2/00; B05D7/00; C09D5/44; C25D13/06; H01B1/00; (IPC1-7): C09D5/44
Foreign References:
EP0193978A11986-09-10
EP0106352A11984-04-25
Attorney, Agent or Firm:
Callewaert, Jean (Gevers & Vander Haeghen Rue de Livourne 7 Bruxelles, BE)
Quintelier C. (Gevers & Vander Haeghen Rue de Livourne 7 Bruxelles, BE)
Download PDF:
Claims:
REVENDICATIONS
1. Procédé pour la formation d'un revtement sur des particules conductrices par le greffage d'un polymère et/ou copolymère sur ces particules à partir d'un bain contenant au moins un monomère à partir duquel le polymère eVou copolymère est formé, caractérisé en ce que l'on réalise ce greffage par une réduction électrochimique dudit monomère dans un bain d'électrolyse, dans lequel sont prévues au moins une cathode et une anode et contenant un solvant aprotique, un électrolytesupport et le ou les monomères requis pour former par polymérisation ou copolymérisation le revtement en mettant les particules en suspension et en mouvement dans le bain susdit d'une manière telle à créer un contact intermittent desdites particules avec la cathode, et à former, par polymérisation ou copolymérisation, le revtement sur les particules par l'application d'un potentiel ou d'un courant amenant le système réactionnel dans une zone de passivation correspondant au pic d'inhibition décelé par voltampérométrie, la cathode restant insensible à ladite polymérisation ou copolymérisation lors de l'application du potentiel ou courant susdit.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise des particules de carbone se présentant sous la forme de granules, poudre ou fibres.
3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise des particules métalliques se présentant, par exemple, sous forme de poudre, granules ou fibres.
4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise une cathode en un matériau conducteur sur lequel le greffage du polymère ou copolymère précité est impossible, tel que du zinc, de t'étain ou du carbure de silicium.
5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on fait usage d'un couple monomère/solvant aprotique formé par exemple d'un des systèmes suivants : <BR> <BR> <BR> <BR> acrylonitrile/acétonitrile, acrylonitrile/diméthylacétamide, acrylonitrile/ N, Ndiméthylformamide, acrylonitrile/pyridine, acrylate d'éthyle/N, N diméthylformamide, acrylate d'éthyle/pyridine, 2triméthylsilyloxy éthylméthacrylate/N, Ndiméthylformamide, méthacrylate de méthyte/N, N diméthylformamide, acrylate de butyle tertiaire/N, Ndiméthylformamide, acrylate de nbutyle/N, Ndiméthylformamide, méthacrylate d'allyle/N, N diméthylformamide, méthacrylate de glycidyle/N, Ndiméthylformamide.
6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, afin de maintenir les conditions de l'électrolyse dans la zone du pic d'inhibition, le potentiel de la cathode est fixé et maintenu par rapport à une électrode de référence dans la zone du pic d'inhibition.
7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le courant de polymérisation est fixé à une valeur inférieure à celle du courant maximum (ip) défini en voltampérométrie, en maintenant l'impulsion de courant sensiblement constant inférieure à celle de la polymérisation du premier pic d'inhibition, de manière à éviter un deuxième mécanisme de polymérisation.
8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le courant d'électrolyse est appliqué de manière continue ou discontinue.
Description:
"Procédé pour 1'enrobage de particules conductrices de l'électricité par greffage d'une couche polymère et produits issus de ce procédé" La présente invention est relative à un procédé pour la formation d'un revtement sur des particules conductrices par le greffage d'un polymère et/ou copolymère sur ces particules à partir d'un bain contenant au moins un monomère à partir duquel le polymère et/ou copolymère est formé. L'expression"particule conductrice"porte aussi bien sur des poudres, des granules, des fibres courtes que sur des objets de taille relativement réduite et de forme quelconques.

La préparation de matériaux composites comprenant une matrice polymère dans laquelle sont dispersées de manière homogène des particules conductrices de l'électricité, est limitée actuellement par l'instabilité de l'interface charge conductrice/polymère. Pour pallier cet inconvénient, plusieurs procédés font appel à un enrobage préliminaire des charges par une composante organique qui assurera, au moins partiellement, I'accrochage des particules à la matrice polymère du composite.

En réalité, cette démarche n'apporte qu'une solution très limitée à la stabilité du composite final puisque le problème de l'adhérence particule conductrice/matrice polymère se trouve reporté vers l'interface particule conductrice/couche d'enrobage.

Une amélioration des procédés connus a notamment été décrite en 1995 par N. Tsubokawa et S. Hayashi (J. M. S.- Pure Appl. Chem., 1995, A32,525-535) qui concerne le greffage chimique de

polymères sur une poudre de carbone préalablement oxydée par de I'acide nitrique, de manière à former en surface des groupes fonctionnels OH, COOH et C=O. Le greffage du polymère a lieu en deux étapes : greffage du groupe fonctionnel puis accrochage chimique du polymère.

Le greffage du polymère n'est pas contrõlable puisque la densité des chaînes greffées est limitée par la densité superficielle des groupes fonctionnels qui est par ailleurs aléatoire. La stabilité de la fixation du polymère n'est pas vraiment assurée puisque, dans certains cas, ce sont des fonctions"ester'hydrolysables qui assurent la liaison graphite/polymère. Enfin, ces auteurs utilisent soit des monomères dont la polymérisation est amorcée par le groupe fonctionnel greffé, soit des chaînes polymères déjà formées dont la taille limite l'accessibilité au substrat.

Un des buts essentiels de la présente invention est de remédier aux inconvénients des procédés d'enrobage connus et de présenter un procédé permettant de former sur des particules conductrices d'électricité un revtement présentant une adhérence parfaite et uniforme de sorte que ces particules ainsi revtues ou enrobées conviennent particulièrement pour la fabrication de composites chargés par de telles particules conductrices.

Le procédé suivant l'invention vise donc à recouvrir les particules d'une couche stable de polymère susceptible de les disperser de manière stable et homogène dans une matrice polymère conductrice ou non conductrice pour autant bien entendu que l'on veille à ce que cette matrice et le polymère enrobant les particules soient miscibles, voire mutuellement réactifs.

A cet effet, suivant l'invention, on réalise le greffage par une réduction électrochimique dudit monomère dans un bain d'électrolyse, dans lequel sont prévues au moins une cathode et une anode et contenant un solvant aprotique, un électrolyte-support et le ou

les monomères requis pour former, par polymérisation ou copolymérisation, le revetement en mettant les particules en suspension et en mouvement dans le bain susdit d'une manière telle à créer un contact intermittent desdites particules avec la cathode, et à former, par polymérisation ou copolymérisation, le revtement sur les particules par l'application d'un potentiel ou d'un courant amenant le système réactionnel dans une zone de passivation correspondant au pic d'inhibition décelé par voltampérométrie, la cathode restant insensible à ladite polymérisation ou copolymérisation lors de l'application du potentiel ou courant susdit.

D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée, ci-après à titre d'exemples non limitatifs, de quelques formes de réalisation particulières du procédé suivant l'invention avec référence aux dessins annexés.

La figure 1 montre, à titre d'exemple, la zone de passivation sur un voltampérogramme typique d'une cathode de mme nature que celle de particules à recouvrir.

La figure 2 est une vue schématique en élévation d'une cellule électrochimique permettant la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, dans laquelle les électrodes ont été omises.

La figure 3 est une vue d'en haut de cette mme cellule.

La figure 4 est une coupe partielle verticale, à plus grande échelle de deux électrodes montées dans la cellule des figures précédentes.

La figure 5 est une vue de face d'une plaquette formant cathode de travail dans la forme de réalisation suivant la figure 4.

La figure 6 est un graphique montrant un endotherme propre à la cyclisation du polyacrylonitrile sur poudre de carbone graphite.

La figure 7 est un graphique montrant le pourcentage en poids de polymère greffé sur du noir de carbone en fonction du temps d'électrolyse.

La figure 8 est un graphique analogue à celui de la figure 7 relatif à deux types de particules de carbone différentes.

Dans les différentes figures les mmes chiffres de référence concernent les mmes éléments.

D'une façon générale, le procédé suivant l'invention se différencie de t'état antérieur de la technique par 1'ensemble des points suivants : -greffage électrochimique direct du polymère sur le substrat conducteur, c'est-à-dire sans maillon intermédiaire ; -le greffage n'a lieu que sous contrôle rigoureux du potentiel applique ; -contact intermittent entre les particules à recouvrir et l'électrode de travail (cathode) qui reste inerte vis à vis du greffage.

En fait, le procédé proposé se caractérise par un électrogreffage d'une unité monomère qui agit ensuite comme entité d'amorçage de la polymérisation.

Plus particulièrement, il s'est avéré, suivant l'invention, qu'il est possible, d'une façon imprévisible en présence de t'état antérieur de la technique relatif à l'enrobage de particules conductrices par un polymère, d'obtenir un tel enrobage, parfaitement stable et homogène, dans un bain d'électrolyse contenant le monomère, un solvant aprotique et un électrolyte-support, par une réduction électrochimique de ce monomère, induite à l'occasion d'un contact intermittent desdites particules avec une cathode agencée dans ce bain, ceci pour autant qu'un potentiel ou un courant bien déterminé soit appliqué à la cathode et que cette dernière reste insensible à la polymérisation du monomère lors de I'application de ce potentiel ou courant bien déterminé.

En effet, comme montré à la figure 1, avant la réduction du solvant ou du cation de l'électrolyte-support, deux pics distincts en potentiel et en intensité sont observés, à savoir un pic I et un pic 11. On a constaté que le greffage et la polymérisation du monomère à la surface des particules conductrices en contact avec la cathode se produisent au niveau du pic 1. Si le potentiel appliqué à la cathode ne dépasse pas cette valeur, on constate, d'une façon imprévisible, que ces particules sont effectivement recouvertes d'un mince film de polymère greffé. Si les particules sont formées de carbone, il y aura donc une continuité entre le carbone et le polymère.

Ainsi, I'électrolyse d'une solution formée d'acrylonitrile dans un solvant aprotique (acétonitrile) en présence d'un électrolyte-support (Et4NCI04) conduit au greffage d'un film de polyacrylonitrile (PAN) sur les particules conductrices, formées notamment de carbone. Le film de PAN formé dans les conditions d'électrolyse définies ci-dessus est insoluble dans le diméthylformamide (DMF) qui est un bon solvant du PAN. Par contre, au niveau du second pic 11, un film épais de PAN, qui s'est formé, est totalement soluble dans le DMF.

L'application du procédé, suivant l'invention, demande donc un contrôle affiné des conditions d'électrolyse : il faut travailler uniquement dans la zone du pic I (pic d'inhibition) pour obtenir un greffage homogène du polymère sur la cathode. En pratique, cette condition peut tre atteinte selon deux techniques. L'électrolyse potentiostatique où le potentiel de la cathode est fixé par rapport à une électrode de référence dans la zone du pic I et l'électrolyse galvanostatique où le courant de polymérisation est fixé à une valeur inférieure au courant maximum (ip) défini en voltampérométrie. La densité de courant est ajustée en fonction du diamètre moyen des particules à enrober et des conditions dynamiques d'agitation de

manière à ne pas dépasser un courant correspondant au premier pic I repéré sur l'électrode fixe.

L'originalité du procédé est la réalisation de contacts intermittents entre des particules conductrices à recouvrir et une cathode fixe choisie dans un matériau conducteur sur lequel le greffage d'un polymère selon le procédé, suivant l'invention, est impossible. Sans restriction, le zinc, t'étain ou encore le carbure de silicium (SiC) peuvent tre utilisés comme cathode dans le procédé. Le contact intermittent est assuré en amenant transitoirement les particules en contact avec la cathode soit par un procédé usuel d'agitation d'un liquide tel qu'un mélangeur à hélice, agitateur magnétique, champ ultrasonore, soit par un mouvement mécanique de la cathode, tel qu'une rotation, oscillation ou vibration. On peut encore utiliser une cathode enveloppante, pouvant servir de cuve d'électrolyse, mise elle-meme en mouvement. En régime dynamique d'agitation, chaque particule vient statistiquement au contact de l'électrode de travail avec des orientations spatiales renouvelées. A chaque contact, le monomère est polarisé et un transfert électronique avec l'électrode est transitoirement établi : cette étape est la condition nécessaire et suffisante pour que la polymérisation puisse commencer.

Après cet amorçage, I'agitation ramène la particule vers la solution où la polymérisation va se poursuivre chimiquement puisque le monomère y est disponible. Dans cette étape de polymérisation, la polarisation de la cathode n'intervient plus au niveau de la particule. Celle-ci n'a pas été nécessairement recouverte dans son entièreté au premier contact avec la cathode mais elle pourra t'tre lors de contacts ultérieurs entre les parties non recouvertes de la particule et la cathode qui reste toujours polarisée dans les conditions de potentiel spécifiées ci-dessus.

Selon l'invention, plusieurs monomères sont susceptibles d'tre greffés au premier pic, mais il faut choisir judicieusement le couple monomère/solvant. A titre d'exemple non limitatif, il y a lieu de citer les

systèmes acrylonitrile/acétonitrile, acrylonitrile/diméthylacétamide,<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> acrylonitrile/N, N-diméthylformamide, acrylonitrile/pyridine, acrylate<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> d'éthyle/N, N-diméthylformamide, acrylate d'éthyle/pyridine, 2-triméthyl- silyloxyéthylméthacrylate/N, N-diméthylformamide, méthacrylate de méthyle/N, N-diméthylformamide, acrylate de butyle tertiaire/N, N- diméthylformamide, acrylate de n-butyle/N, N-diméthylformamide, méthacrylate d'allyle/N, N-diméthylformamide, méthacrylate de glycidyle/N, N-diméthylformamide. Tous ces solvants appartiennent à la classe des solvants aprotiques dans lesquels le greffage est possible.

Le choix de l'électrolyte-support n'a, en principe, pas d'influence fondamentale sur le greffage mais il est préférable d'utiliser un électrolyte-support qui n'amène pas d'eau résiduelle du solvant dans la double couche du revetement formé sur les particules.

La forme et le volume de la cellule d'électrolyse utilisée pour la mise en oeuvre du procédé, suivant l'invention, sont déterminés par la nature des particules à recouvrir et par le choix du type de contact intermittent particules/cathode. La cellule d'électrolyse, telle que représentée aux figures 2 à 4, comprend une enceinte 1 contenant une solution formée d'un solvant, d'un monomère ou d'un mélange de comonomères, d'un électrolyte et de particules conductrices en suspension. Dans le fond de cette enceinte 1 est prévu un barreau magnétique 2 tournant autour d'un axe vertical pour assurer ainsi l'homogénéité de la solution et la mise en mouvement des particules conductrices à enrober par un polymère.

La partie supérieure de cette enceinte 1 présente trois logements coniques rodés intérieurement 3,4 et 5 dans lesquels sont suspendues des électrodes, notamment une électrode centrale de travail 6, une contre-électrode 8 et une électrode de référence 8'.

Ces électrodes sont montrées plus en détail à la figure 4.

L'électrode de travail 6 comprend à son extrémité libre une plaquette,

par exemple de zinc, (50x50mm, épaisseur 0.5mm) perforée comme montré en détail à la figure 5. Le nombre de trous ainsi que leur diamètre n'est pas critique pour autant qu'une libre circulation de la suspension soit assurée et que le temps de contact particules/zinc soit assez long pour permettre aux particules de se polariser au potentiel appliqué à la cathode. Cette plaque 7 est suspendue par une pince 9 à un conducteur 10. qui s'étend à l'intérieur, dans I'axe, d'un manchon en verre 11, dont l'ouverture supérieure 12 est fermée par un bouchon de colle époxy 13.

Le manchon 11 présente une paroi extérieure conique rodée 14 s'adaptant d'une manière sensiblement étanche dans le logement 4 de l'enceinte 1.

L'électrode de référence 8'et la contre-électrode 8 sont de la mme construction et comprennent une feuille de platine enroulée sous forme de cylindre 15 présentant une surface de l'ordre de 10 cm2.

Ce cylindre 15 est suspendu à un conducteur 16 s'étendant dans I'axe d'un manchon en verre 17 fermé à son extrémité supérieure 18 par un bouchon de colle époxy 19.

Comme pour l'électrode 6, les électrodes 8 et 8'présentent une paroi extérieure conique 20 s'adaptant d'une manière étanche dans les logements correspondants 3 et 5 de l'enceinte 1.

Dans une variante, I'électrode de travail 7 peut par exemple tre formée par un barreau de carbure de silicium, par exemple de 2 mm de diamètre et 2 cm de longueur, ou encore par un barreau en étain.

La contre-électrode assurant le passage du courant doit tre inerte : elle est réalisée par exemple en platine ou en carbone vitreux. Si l'électrolyse en régime potentiostatique est préférée, I'électrode de référence est soit une électrode usuelle pour les milieux organiques (Ag/AgCIO4/solvant) soit une pseudo-référence de platine.

Les manipulations sont effectuées en atmosphère protégée, à I'abri de l'oxygène et de l'eau avec par exemple une teneur en eau de l'ordre de 5 à 50 ppm.

Les exemples concrets de réalisation donnés ci-après, qui sont appliqués dans une cellule d'électrolyse du type tel que montré dans les figures 2 à 5 et décrite ci-dessus, permettent d'illustrer davantage le procédé suivant l'invention.

Exemple 1 : Greffage de polyacrylate d'éthyle (PAE) sur poudre de carbone graphite Dans cet exemple, on réalise le greffage et l'électropolymérisation de I'acrylate d'éthyle (AE) à la surface de particules de graphite. Le contact électrique est assuré par une électrode de carbure de silicium (SiC). La technique électrochimique utilisée est la chronopotentiométrie.

Le bain d'électrolyse est préparé sur base des constituants suivants : -150 ml de DMF séché sur P205 pendant 72 heures, puis distillé sous pression réduite.

-1,9 g de Et4NCl04 (électrolyte-support) séché sous vide à 80°C pendant 24 heures.

-37,5 mi de AE séché sur CaH2 pendant 48 heures, puis distillé sous pression réduite.

-0,35 g de poudre de carbone graphite.

Un barreau de SiC (cathode), une contre-électrode ainsi qu'une pseudo-référence (toutes deux en platine) plongent dans la solution d'électrolyse. Par rapport à la pseudo-référence, on applique au barreau de SiC un courant constant de-15 A pendant 90 minutes. La polarisation du carbone est assurée par l'agitation de la dispersion qui est assurée par un agitateur magnétique. Après électrolyse, le carbone est séparé par centrifugation, puis lavé plusieurs fois avec un solvant du

polymère de manière à mettre en solution tout le polymère qui ne serait pas greffé. La présence de PAE greffé est démontrée macroscopiquement par l'agglomération des particules enrobées de polymère mme après de multiples extractions avec un bon solvant du PAE.

Exemp/e 2 : Greffage de polyacrylate d'éthyle (PAE) sur poudre de carbone graphite Dans cet exemple, on réalise également le greffage et t'étectropotymérisation de t'acrytate d'éthyle (AE) à la surface de particules de graphite. Le contact électrique est assuré par une électrode de zinc (Zn). La technique électrochimique utilisée est la chronoampérométrie.

Le bain d'électrolyse est préparé sur base des constituants suivants : -150 ml de DMF séché sur P205 pendant 72 heures, puis distillé sous pression réduite. <BR> <BR> <P>-1,9 g de Et4NCI04 (électrolyte-support) séché sous vide à 80°C pendant 24 heures.

-40 mi de AE séché sur CaH2 pendant 48 heures, puis distillé sous pression réduite.

-0,2 g de poudre de carbone graphite.

Une plaquette de Zn de 5cmx5cm (cathode), une contre- électrode ainsi qu'une électrode de pseudo-référence (toutes deux en platine) plongent dans la solution d'électrolyse. Par rapport à la pseudo- référence, on applique à ltélectrode de Zn un potentiel constant de-1,7 V pendant 21 heures ; ce potentiel correspond au potentiel de premier pic. La polarisation du carbone est assurée par l'agitation de la solution.

La présence de PAE est démontrée macroscopiquement, comme il est décrit dans le premier exemple. Le pourcentage en poids du polymère greffé sur la poudre est déterminé par TGA (thermal gravimetric analysis), et s'élève à 28 % du poids total du composite.

Exemple 3 : Greffage de polyacrylonitrile (PAN) sur poudre de carbone graphite Dans cet exemple, on réalise également le greffage et t'étectropotymérisation de I'acrylonitrile (AN) à la surface de particules de graphite. Le contact électrique est assuré par une électrode de zinc (Zn) de 50x50mm percée de trous de 2 mm de diamètre. La technique électrochimique utilisée est ! a chronoampérométrie.

Le bain d'électrolyse est préparé sur base des constituants suivants : -225 ml de DMF séché sur PzOs pendant 72 heures, puis distillé sous pression réduite.

-2,8 g de Et4NCl04 (électrolyte-support) séché sous vide à 80°C pendant 24 heures.

-35 ml de AN séché sur CaH2 pendant 48 heures, puis distillé sous pression réduite.

-1.6 g de poudre de carbone graphite.

Par rapport à la pseudo-référence, on appiique à l'électrode de Zn un potentiel constant de-1,7 V pendant 21 heures. La polarisation du carbone est assurée par l'agitation de la solution. Le carbone est ensuite lavé plusieurs fois au DMF, solvant du PAN, de manière à extraire le PAN qui ne serait pas greffé. La présence de PAN est démontrée ensuite par DSC (differential scanning calorimetry), sous la forme d'un endotherme propre à la cyclisation du PAN (figure 6). Le pourcentage en poids du polymère greffé, déterminé par TGA (thermal gravimetric analysis), est de 15 % par rapport au poids total du composite.

Exemple 4 : Greffage de polyacrylonitrile (PAN) et de polyacrylate d'éthyle (PAE) sur noir de carbone.

Dans cet exemple, on compare la cinétique de greffage du PAN et du PAE à la surface du noir de carbone. Le contact électrique est assuré par une électrode de zinc (Zn) percée de trous de 2 mm de

diamètre. La technique électrochimique utilisée est la chrono- ampérométrie.

Les bains d'électrolyse sont préparés sur la base des constituants suivants : 1) Bain de AN -100 mi de DMF séché sur P20s pendant 72 heures, puis distillé sous pression réduite.

-1,15 g de Et4NC104 (électrolyte-support) séché sous vide à 80°C pendant 24 heures.

-15 ml de AN séché sur CaH2 pendant 48 heures, puis distillé sous pression réduite.

-2,25 g de noir de carbone de type XE2 (Degussa).

2) Bain de AE -100 ml de DMF séché sur P205 pendant 72 heures, puis distillé sous pression réduite. <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P>-1,15 g de Et4NCl04 (électrolyte-support) séché sous vide à 80°C pendant 24 heures.

-27 ml de AE séché sur CaH2 pendant 48 heures, puis distillé sous pression réduite.

-2 g de noir de carbone de type XE2 (Degussa).

Une plaquette de Zn de 5cmx5cm percée sur toute sa surface de trous de 2 mm de diamètre (cathode), une contre-électrode ainsi qu'une électrode de pseudo-référence (toutes deux en platine) plongent dans les solutions d'électrolyse. Par rapport à la pseudo- référence, on applique à l'électrode de Zn un potentiel constant de-2.2 V (premier pic) pendant 15,30,60 et 100 minutes dans le bain de AN, et un potentiel de-1.7 V (premier pic) pendant 15,30,60 et 120 minutes dans le bain de AE. La polarisation du carbone est assurée par l'agitation de la solution. Les différents échantillons de carbone sont ensuite lavés plusieurs fois au DMF, solvant du PAN et du PAE, de

manière à extraire tout polymère non greffé. L'échantillon de PAE greffé est aussi débarrassé de PAE non greffé par extraction par le THF dans un appareil Soxhlet. Le pourcentage en poids des polymères greffés est déterminé par TGA (thermal gravimetric analysis). La figure 7 montre le pourcentage en poids de polymère greffé sur noir de carbone en fonction du temps d'électrolyse.

Exemple 5 : Greffage de polyacry/ate d'éthyle (PAE) sur noir de carbone et sur poudre de carbone graphite.

Dans cet exemple, on compare la cinétique de greffage du PAE à la surface du noir de carbone et de la poudre de carbone graphite. Le contact électrique est assuré par une électrode de zinc (Zn) percée de trous de 2 mm de diamètre. La technique électrochimique utilisée est la chronoampérométrie.

Les bains d'électrolyse sont préparés sur base des constituants suivants : 1) Bain de noir de carbone -100 ml de DMF séché sur P205 pendant 72 heures, puis distille sous pression réduite.

-1,15 g de Et4NC104 (électrolyte-support) séché sous vide à 80°C pendant 24 heures.

-27 ml de AE séché sur CaH2 pendant 48 heures, puis distillé sous pression réduite.

-2 g de noir de carbone de type XE2 (Degussa).

2) Bain de poudre de carbone graphite -110 ml de DMF séché sur P205 pendant 72 heures, puis distillé sous pression réduite.

-1,27 g de ELtNCX (électrolyte-support) séché sous vide à 80°C pendant 24 heures.

-30 mi de AE séché sur CaH2 pendant 48 heures, puis distillé sous pression réduite.

-5,2 g de poudre de carbone graphite Une plaquette de Zn de 5cmx5cm percée sur toute sa surface de trous de 2 mm de diamètre (cathode), une contre-électrode ainsi qu'une électrode de pseudo-référence (toutes deux en platine). plongent dans les solutions d'électrolyse. Par rapport à la pseudo- référence, on applique à l'électrode de Zn un potentiel constant de-1,7 V (premier pic) pendant 15,30,60 et 120 minutes dans chacun des bains d'électrolyse. La polarisation des deux types de particules de carbone est assurée par l'agitation des solutions. Les différents échantillons de carbone sont ensuite lavés plusieurs fois au DMF et au THF, solvants du PAE, de manière à extraire le polymère qui ne serait pas greffé. Le pourcentage en poids des polymères greffés est déterminé par TGA (thermal gravimetric analysis). La figure 8 montre le pourcentage en poids de polymère greffé sur le noir de carbone et sur la poudre de carbone en fonction du temps d'électrolyse. On remarque l'influence de la nature de la particule de carbone sur le taux de greffage.

Exemple 6 : Greffage de polyacrylonitrile (PAN) sur poudre métallique.

Dans cet exemple, on réalise le greffage du PAN à la surface de poudre de nickel métallique. Le contact électrique est assuré par une électrode de zinc (Zn) percée de trous de 2 mm de diamètre. La technique électrochimique utilisée est la chronoampérométrie.

Le bain d'électrolyse est préparé sur base des constituants suivants : -108 mi de DMF séché sur P205 pendant 72 heures, puis distillé sous pression réduite.

-1,24 g de Et4NCl04 (électrolyte-support) séché sous vide à 80°C pendant 24 heures.

-17 ml de AN séché sur CaH2 pendant 48 heures, puis distillé sous pression réduite.

-5,12 g de particules de nickel (INCO, type 110).

Par rapport à la pseudo-référence, on applique à l'électrode de Zn un potentiel constant de-1,7 V (potentiel de premier pic) pendant 30 minutes. La polarisation des particules métalliques est assurée par I'agitation de la solution. Le carbone est ensuite lavé plusieurs fois au DMF, solvant du PAN, de manière à extraire le PAN non greffé. Le pourcentage en poids du polymère greffé, déterminé par TGA (thermal gravimetric analysis), s'élève à 10 %.

Exemple 7 : Greffage de polyacrylate d'éthyle (PAE) sur fibres courtes de carbone.

Dans cet exemple, on réalise le greffage et t'étectro- polymérisation de I'acrylate d'éthyle (AE) sur des fibres courtes de carbone, celles-ci n'étant pas directement polarisées par contact permanent. Le contact électrique est assuré par une électrode de zinc (Zn) percée de trous de 2 mm de diamètre. La technique électro- chimique utilisée est la chronoampérométrie.

Le bain d'électrolyse est préparé sur base des constituants suivants : -200 ml de DMF séché sur Psoas pendant 72 heures, puis distillé sous pression réduite.

-2,3 g de Et4NC104 (électrolyte-support) séché sous vide à 80°C pendant 24 heures.

-60 ml de AE séché sur CaH2 pendant 48 heures, puis distillé sous pression réduite.

-0,1 g de fibres courtes (2 à 3 mm) de carbone type AS-4 (Hercules).

Une plaquette de Zn de 5cmx5cm (cathode), une contre- électrode ainsi qu'une électrode de pseudo-référence (toutes deux en platine) plongent dans la solution d'électrolyse. Par rapport à la pseudo- référence, on applique à l'électrode de Zn un potentiel constant de-1,7

V (potentiel de premier pic) pendant 21 heures. La polarisation des fibres courtes de carbone est assurée par l'agitation de la solution. La présence de PAE est démontrée macroscopiquement par le caractère collant du polymère mme après extraction répétée avec un bon solvant du polymère, et aussi microscopiquement par SEM (microscopie à balayage électronique). Le pourcentage en poids du polymère est déterminé par TGA ("thermal gravimetric analysis"), on obtient 52%.

II est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus mais que bien des variantes peuvent tre envisagées sans sortir du cadre de la présente invention aussi bien en ce qui concerne la nature des particules conductrices à enrober par un film polymère que la cellule d'électrolyse à utiliser.