Architectures (co)polymères à liens covalents dynamiques - PASTEL - Thèses en ligne de ParisTech Access content directly
Theses Year : 2022

Copolymer architectures with dynamic covalent bonds

Architectures (co)polymères à liens covalents dynamiques

Abstract

Dynamic covalent chemistry is an effective tool to synthetize complex architectural block (co)polymers which are difficult to achieve by conventional techniques. It permits also to develop materials that meet ecological and economic challenges (recycling, sustainability, cheap raw materials and products). In this work, we implemented imine bonds in amphiphilic comb-like copolymers and co-networks starting from PDMS with pendant amines and benzaldehyde-functionalized PEG oligomers. In a first part, we studied the properties of PDMS-r-PEG co-networks as a function of the imine crosslinking rate. The materials are flexible, little or no sticky and transparent. Thermo-mechanical analysis shows that they are micro-separated but with no long-distance order (AFM, SAXS). They can be thermally reprocessed and chemically recycled (acidic medium or in the presence of an amine), thanks to the reversible and exchangeable imine crosslinking points. In a second part, we studied the self-assembly in aqueous solution of PDMS-g-PEG comb-like copolymers with the degree of grafting of PEG chains. For a sufficient degree of grafting, the copolymers form colloidal suspensions which are stable over several months even though their shape / size change with the hydrolysis of the imine bonds. Their ability to encapsulate and release a hydrophobic compound, in single phase and in emulsion, has also been demonstrated.
La chimie covalente dynamique est un outil efficace pour former des (co)polymères à blocs d’architecture complexe, difficilement atteignables par voies classiques, mais aussi développer des matériaux qui répondent aux enjeux écologiques et économiques (recyclables, réparables, bon marché). Dans ce travail, nous avons implémenté la liaison imine dans des copolymères en peigne et des co-réseaux de PDMS et PEG, par une voie "grafting to" d’oligomères PEG fonctionnalisés benzaldéhyde et d’un polymère PDMS à fonctions amines pendantes. Dans une première partie, nous avons étudié les propriétés des co-réseaux PDMS-r-PEG en fonction du taux de réticulation imine. Les matériaux sont souples, peu ou pas collants et transparents. L’analyse thermo-mécanique montre qu’ils sont micro-séparés mais sans ordre à longue distance (AFM, SAXS). Ils sont reprocessables à chaud et recyclables par voie chimique (en milieu acide ou en présence d’amine). Ces propriétés s’appuient sur la dynamique associative d’échange et la réversibilité de la liaison imine.Dans une seconde partie, nous avons étudié l’auto-assemblage en solution aqueuse des copolymères en peigne PDMS-g-PEG en fonction du taux de greffage de chaines PEG. Pour un taux de greffage suffisant, les copolymères forment des suspensions colloïdales stables sur plusieurs mois mais dont la forme/taille évolue avec l’hydrolyse des liens imines. Leur capacité à encapsuler et relarguer un composé hydrophobe, en phase simple et en émulsion, a également été démontrée.
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tel-04009106 , version 1 (01-03-2023)

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  • HAL Id : tel-04009106 , version 1

Cite

Alexis Brastel. Architectures (co)polymères à liens covalents dynamiques. Polymères. Université Paris sciences et lettres, 2022. Français. ⟨NNT : 2022UPSLS004⟩. ⟨tel-04009106⟩
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