Synthèse et polymérisation de monomères acryliques perfluorés : caractérisations physico-chimiques de leurs polymères

par Bernard Pees

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Jean-Luc Mieloszynski.

Soutenue en 2000

à Metz .


  • Résumé

    Depuis un demi-siècle, nombreuses ont été les études qui ont montré les très bonnes propriétés de surface des polyacrylates de perfluoroalkyles. Il a ainsi un lien entre ces propriétés de surface et l'organisation interne de ces polymères, qui présentent généralement une structure semi-cristalline avec arrangement des chaînes latérales perfluorées sous forme de lamelles bicouches. Afin d'améliorer l'organisation de ces composés, nous décrivons dans notre travail la synthèse et la polymérisation de nombreux monomères acryliques perfluorés fonctionnalités ainsi que leurs propriétés physico-chimiques. Dans un premier temps, nous décrivons la synthèse de monomères acryliques comportant, au sein des chaînes estérifiante, diverses fonctions organiques qui représentent des groupements mésogènes potentiels. En particulier, nous avons étudié l'additionradicalaire des mercaptants perfluorés sur des alcools [omega]-insaturés et l'estérification de Fisher des alcools β-sulfurés par l'acide acrylique. Dans un second temps, après l'étude de la polymérisation (homo et copolymérisation) des divers monomères, nous présentons les résultats des études physico-chimiques réalisées sur ces polymères. Nous avons ainsi mis en évidence, dans le cas des polyacrylates d'[omega]-perfluorooctyl-alkyle, un effet pair-impair dans la variation des propriétés thermiques, structurales et de surfaces en fonction de la taille de la chaîne hydrocarbonée au sein des chaînes latérales. L'introduction de groupements organiques polaires permet d'accroître de manière très significative les propriétés structurales et thermiques de ces polymères ; leur rôle de groupement mésogène est ainsi établi. Enfin, un monomère sulfoné a été étudié dans des conditions proches de celles employées industriellement (copolymères) et les propriétés comparées à celle d'un composé commercial. Les bons résultats obtenus ainsi que la relative simplicité de sa synthèse laisse des possibilités industrielles intéressantes.

  • Titre traduit

    Synthesis and polymerization of fluorine-containing acrylic monomers : investigation of the corresponding polymers physical and chemical properties


  • Résumé

    A lot of studies showing the water-repellency of fluorine-containing polyacrylates were reported since 1950. A string connection between these surface properties and the structure of the polymers (bilayer organization of the perfluorinated lateral chains) has been demonstrated. The purpose of this work is the synthesis and the polymerization of new functionalized fluorine-containing acrylic monomers. Then physical and chemical properties of these compounds are investigated. In a firt part, we describe the synthesis of acrylic monomers bearing different kind of organic group (mesogenic group). Particularly, we investigate the free radical addition of perfluorinated mercaptans to [omega]-unsaturated alcohols and the Fisher esterification of β-hydroxyl sulfide with acrylic acid. In second part, the homopolymerization and copolymerization of the previous monomers is studied. Then, the results of physical and chemical properties determinations are detailed. The investigation of the changes of the thermal, strutural and surface properties of [omega]-perfluorooctyl-alkyl acrylates with the increasing of the number of methylen group into the lateral chains, shows an even-odd effect. Structural and thermal properties of fluorine-containing polyacrylates can be increased significantly by adding an organic group into the lateral chain. The mesogenic group effet of these moieties is demonstrated. Finally, a sulfonated monomer is copolymerized with butyl acrylate in one hand and in second with stearyl crylate. The two copolymers water-repellencies are investigated and compared to commercial compounds. The good results obtained and the quite simple synthesis of this monomer, afford a possible commercial use

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Informations

  • Détails : 1 vol. (247 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 240-247

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