Synthèse de copolymères triblocs ABA comme précurseurs de doubles réseaux dynamiques

Details

Supervisors

Fustin, Charles-André

Faculty

Faculté des sciences

Degree label

Master [120] en sciences chimiques

Abstract

A l’heure actuelle, les réseaux polymères suscitent toujours un grand intérêt dans le monde scientifique grâce à leurs propriétés, notamment mécaniques, uniques pouvant être exploitées dans de nombreux domaines. Aujourd’hui encore, les matériaux composés de réseaux polymères sont très prisés dans le secteur biomédical, dans le domaine de la robotique pour la confection de matériaux autoréparants ou encore comme revêtement. Les perspectives d’applications sont encore nombreuses. Ils pourraient, à l’avenir, améliorer le quotidien de tout un chacun en trouvant leur place dans des productions industrielles à grande échelle. Parmi les matériaux composés de polymères, les systèmes basés sur les doubles réseaux constituent une nouvelle classe émergente aux propriétés uniques. En effet, ils forment une famille particulière de réseaux extrêmement résistants grâce à la combinaison des propriétés à priori incompatibles, à savoir une large déformabilité associée à de bonnes propriétés mécaniques. L’objectif principal de ce mémoire a pour but d’aboutir à la synthèse d’un réseau à base d’un copolymère tribloc ABA à l’état solide (sans solvant) pour élaborer de nouveaux matériaux basés sur le principe de double réseau. Ce projet de recherche s’inscrit dans un cadre plus large d’un projet européen, le projet DoDyNet. Les copolymères synthétisés à base de monomères fluorés (le 1H,1H-Heptafluorobutyl acrylate (HFBA) ou encore le 1-(Trifluorométhyl) -3-vinylbenzène (SF)) et de n-Butyl acrylate (nBA) seront les précurseurs d’un double réseau dynamique et résistant. Toutefois, l’élaboration de tels systèmes reste néanmoins complexe et les propriétés mécaniques n’ont pas encore répondu à toutes les attentes. Dans cet écrit, les concepts nécessaires à la compréhension du projet de recherche ont été décrits. Dans cette optique, les notions de réseaux, gels polymères ainsi que les doubles réseaux ont été présentés. Par ailleurs, le mécanisme de polymérisation radicalaire ainsi que les copolymères à blocs, au cœur du projet de recherche, ont également été introduits. Enfin, les conditions appropriées pour la synthèse des copolymères triblocs ont été présentés et discutés, que ce soit le chemin vers l’obtention du réseau ou bien encore les futures analyses à effectuer. Polymer networks are still attracting a great deal of interest in the scientific world today thanks to their unique properties, particularly mechanical properties, which can be exploited in many fields. Today, materials composed of polymer networks are very popular in the biomedical sector, robotics domain for the manufacture of self-healing materials or as coatings. We can expect a lot new opportunities for these applications. They could, in the future, improve everyone's daily life by finding their place in large-scale industrial production. Among polymer-based materials, systems based on double networks are a new emerging class with unique properties. They form a particular family of extremely resistant networks thanks to the combination of properties like a wide deformability combined with good mechanical properties, although they are incompatible with each other. The purpose of this Master’s thesis is to synthesize a network based on a solid-state (solvent-free) ABA triblock copolymer in order to develop new materials based on double networks. This research project is part of a larger European project, the DoDyNet project. Synthesized copolymers based on fluorinated monomers (1H,1H-Heptafluorobutyl acrylate (HFBA) or 1-(Trifluoromethyl)-3-vinylbenzene (SF)) and n-Butyl acrylate (nBA) will be the precursors of a dynamic and resistant double network. However, the development of such systems is still complex and the mechanical properties have not yet met all expectations. In this document, the concepts needed to understand the research project were described. In this perspective, the notions of networks, polymer gels and double networks were presented. In addition, the mechanism of radical polymerization as well as block copolymers, which are at the heart of the research project, were also introduced. Finally, the appropriate conditions for the synthesis of triblock copolymers were presented and discussed, both the path to obtain the network and further analyses to be carried out.