Nouveaux polyamphiphiles cationiques : synthèse et étude de leur organisation en milieu aqueux et aux interfaces en relation avec leur structure

New cationic polyamphiphilic polymers : synthesis and investigation of their behaviour in aqueous media and interfaces in relation to their structure

• Auteur / Autrice : Fatiha Bezzaoucha
• Direction : Anne Jonquières, Driss Ainad-Tabet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés et des produits
• Date : Soutenance le 02/07/2008
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL en cotutelle avec Université Djillali Liabes - Sidi Bel Abbes - Algérie
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie Physique Macromoléculaire
• Jury : Président / Présidente : Dominique Hourdet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anne Jonquières, Driss Ainad-Tabet, Dominique Hourdet, Joseph Selb, Ali Mansri, Rachid Meghabar
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Dominique Hourdet, Joseph Selb

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composés amphiphiles

Mots clés libres

Polymères amphiphiles cationiques

Isothermes de compression

Films de Langmuir

Tensiométrie

Spectroscopie de fluorescence

Viscosimétrie

Relations structure/propriétés

Micro-domaines hydrophobes

Cationic amphiphilic polymers

Langmuir’s films

Compression isotherms

Tensiometry

Hydrophobic microdomains

Structure/properties relationships

Viscometry

Fluorescence spectrometry

Résumé

Dans le but d’approfondir les connaissances fondamentales entre la structure des polymères associatifs intramoléculaires (polysavons) et leurs propriétés physico-chimiques en milieux aqueux, trois nouvelles familles de polymères amphiphiles cationiques ont été synthétisées par deux méthodes complémentaires permettant une grande variabilité de structure. Les polymères obtenus sont des poly(méth)acrylamides en peigne avec des groupes latéraux de type ammonium quaternaire portant une chaîne alkyle de taille variable. Une étude du comportement physico-chimique de ces polymères en solution, par viscosimétrie et spectroscopie de fluorescence avec deux sondes aux caractéristiques complémentaires, montre qu’ils présentent des propriétés de polysavons qui varient progressivement avec la structure des polymères amphiphiles étudiés, notamment la longueur de la chaîne alkyle latérale, la taille de l’espaceur entre les deux sites polaires amide et ammonium quaternaire et la masse molaire moyenne en nombre. En parallèle, la tensiométrie a montré que ces polyamphiphiles ont une très faible activité à l’interface eau/air confirmant la prédominance de l’effet hydrophobe, alors que les modèles moléculaires correspondants présentent d’excellentes propriétés tensio-actives. Des films de Langmuir ont ensuite été réalisés dans le cadre de la première étude de cette importance sur des polyamphiphiles cationiques. Dans ce domaine également, la grande variabilité de structure des polymères a permis des observations originales et de dégager de nouvelles relations entre la structure du polymère et les caractéristiques des isothermes de compression obtenues

In order to improve the fundamental knowledge of the relationships between the chemical structure of intramolecular associative polymers (polysoaps) and their physical chemical properties in aqueous media, three new families of cationic amphiphilic polymers were obtained by complementary methods offering great structure variability. The corresponding polymers were comb poly(meth)acrylamides with pendant ammonium groups with alkyl side chains of variable lengths. A first investigation of their physical chemical behaviour in aqueous solutions, by viscometry and fluorescence spectrometry with two complementary fluorescent probes, showed that they displayed polysoap properties which varied progressively with their chemical features, in particular the length of the alkyl side chain, the size of the spacer between the two polar amide and ammonium groups and the polymer molecular weight. Tensiometry confirmed the prevailing of the hydrophobic effect by showing that these polymers displayed a very weak activity at the water/air interface although the corresponding molecular models showed excellent tensio-active properties. Langmuir’s films were eventually obtained in the first study of this importance on cationic amphiphilic polymers. Here again, the great structural variability enabled original observations and new structure/properties relationships were obtained for the corresponding compression isotherms