Réactivité de systèmes photoamorceurs radicalaires multicomposants sensibles dans le visible : mécanismes d'interactions et optimisation

Reactivity of visible light multicomponent photoinitiating systems. Interactions and optimization

• Auteur / Autrice : Caroline Grotzinger
• Direction : Jean-Pierre Fouassier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Physique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Mulhouse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Photochimie

Photopolymères

Polyaddition

Résumé

Les procédés de photopolymérisation connaissent un développement très important et leurs applications dans le milieu industriel ou médical sont nombreuses. Dans ce domaine en pleine expansion où les enjeux économiques sont très importants, beaucoup de systèmes multi-composants absorbant dans le domaine du visible apparaissent dans la littérature (brevets, communications) avant que leur mécanisme d'interactions ne soit toujours compris. La thématique générale de ce travail consiste à étudier le mécanisme réactionnel de quelques uns de ces systèmes photoamorceurs de polymérisation radicalaire contenant typiquement un colorant (sensibilisateur) et différents co-amorceurs. Au travers de techniques telles que les spectroscopies d'émission de fluorescence et d'absorption nanoseconde, les états excités de deux systèmes photoamorceurs particuliers : colorant / sel de ferrocénium / amine / hydroperoxyde et colorant / amine / 1,3,5-triazine, ont été étudiés. A partir des résultats obtenus, les espèces réactives ainsi que leurs précurseurs ont été identifiés et un schéma réactionnel général a pu être établi. L'un des points clé du système à 4 composants est la formation en solution d'un complexe à l'état fondamental entre le colorant et le sel de ferrocénium. Des cristaux de ce complexe ont pu être isolés et étudiés ce qui n'avait jamais été réussi pour un complexe (colorant xanthénique)/organométallique. Une amélioration significative de la réaction de polymérisation est observée lorsque ce complexe est substitué au colorant dans le système photoamorceur. L'addition de bis(trichlorométhyl)-1,3,5-triazine substituée à un système photoamorceur classique colorant/amine entraîne une augmentation de la vitesse de polymérisation. L'effet de synergie observé pour ce système a pu être expliqué de manière cohérente. Les critères nécessaires au bon choix du colorant et de l'amine ont été dégagés.