Polymérisation radicalaire contrôlée en émulsion et dispersion. Synthèse de nanoparticules thermo- et/ou pH sensibles - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2008

Controlled Radical Polymerization in Emulsion and Dispersion. Synthesis of Thermo- and/or pH-sensitive Nanoparticles

Polymérisation radicalaire contrôlée en émulsion et dispersion. Synthèse de nanoparticules thermo- et/ou pH sensibles

Guillaume Delaittre
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 848882

Résumé

A water-soluble macroalkoxyamine (SG1 nitroxide-capped poly(acrylic acid)) was successfully used in controlled radical polymerization in aqueous dispersed media. In emulsion, poly(n-butyl acrylate), polystyrene or corresponding copolymer latexes were obtained for the first time in a batch ab initio process. The recipe does not need any classical surfactant. Diblock copolymer particles consisting of a hydrophobic core and a polyelectrolyte shell are synthesized within concentrated suspensions reaching 40 wt.% solids. Molar masses and polydispersity indexes reveal a controlled polymerization mechanism in spite of a low initiator efficiency. Different parameters were proven to influence molar masses and particle diameter. Particle formation is discussed as well as kinetics of polymerization in particles. In dispersion, poly(N,N-diethylacrylamide) particles that can reversibly dissociate under temperature changes were synthesized to 40 wt.% solids with similar macromolecular and colloidal characteristics as that of particles obtained in emulsion. Introducing a crosslinker in a batch or semi-batch process, thermally-sensitive nanogels can be produced. This result is a major advance in this field as concentrated suspensions of small nanogels have been obtained without surfactant for the first time.
Une macroalcoxyamine hydrosoluble (poly(acide acrylique) fonctionnalisé par le nitroxyde SG1) a été utilisée avec succès en polymérisation radicalaire contrôlée en milieux aqueux dispersés. En émulsion, des latex de poly(acrylate de n-butyle), de polystyrène et de copolymères correspondants ont pu être obtenus pour la première fois selon un procédé émulsion batch ab initio, procédé le plus viable industriellement. Le mode opératoire ne requiert pas l'utilisation de tensioactifs classiques. Des particules de copolymères dibloc à cœur hydrophobe et écorce polyélectrolyte avec un diamètre moyen compris entre 30 et 100 nm sont synthétisées au sein de suspensions pouvant atteindre des taux de solide de 40 wt.%. Les masses molaires et les indices de polymolécularité révèlent le caractère contrôlé de la polymérisation en dépit d'une efficacité d'amorçage déficiente. Différents paramètres permettant de modifier les masses molaires des polymères et la taille des particules ont été mis en évidence. Le mécanisme de formation des particules est discuté ainsi que la cinétique de polymérisation dans les particules. En dispersion, des particules de poly(N,N-diéthylacrylamide) dissociables thermiquement et réversiblement ont été synthétisées avec des caractéristiques macromoléculaires et colloïdales proches de celles obtenues en émulsion et ce, jusqu'à 40 wt.% de taux de solide. Par l'introduction d'un monomère réticulant selon un procédé batch ou semi-batch, des nanogels thermosensibles sont produits. Ce résultat constitue une avancée majeure dans ce domaine puisque, pour la première fois, une suspension concentrée de nanogels de faibles diamètres a pu être obtenue sans tensioactif.
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Dates et versions

tel-00277445 , version 1 (06-05-2008)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00277445 , version 1

Citer

Guillaume Delaittre. Polymérisation radicalaire contrôlée en émulsion et dispersion. Synthèse de nanoparticules thermo- et/ou pH sensibles. Matériaux. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00277445⟩
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