Polymer networks architecture using supramolecular interactions

par Yiping Ni

Thèse de doctorat en Chimie et sciences des matériaux

Sous la direction de Mohamed Taha et de Frédéric Becquart.

Le président du jury était Mihai Barboiu.

Le jury était composé de Jianding Chen, Françoise Mechin.

  • Titre traduit

    Architecture de réseaux polymères utilisant des intéractions supramoléculaires


  • Résumé

    Des réseaux polymères supramoléculaires ont été préparés à partir de deux types d’interactions supramoléculaires différentes, ionique et par liaisons hydrogène. Les interactions ioniques ont été introduites dans des P(BMA-co-MA) par l’introduction de CaCO3 comme charge capable de se décomposer partiellement pour former des cation Ca2+. La présence de Ca2+ a été confirmée par diffraction de rayons X par l’observation d’un pic ionique caractéristique. Les interactions par liaisons hydrogène ont été introduites selon deux approches. L’une a été de préparer d’abord un monomère supramoléculaire avec un motif DA (donneur-accepteur) pour ensuite le copolymériser en polymères supramoléculaires P(MAAM-co-St) et P(MAP-co-St) par polyaddition. Par l'autre approche, le polymère supramoléculaire a été synthétisé par polycondensation de PUU, monomères contenant des liaisons hydrogène multiples. La présence de liaisons hydrogène intermoléculaires a mise en évidence par IRTF qualitativement, et la constante d’association Kass a été calculée par 1H-RMN pour les motifs d’association. Des tests solubilité ont indiqué que la génération d'interactions supramoléculaires dans les polymères conduit à des réticulations. En conséquence, les matériaux sont renforcés et présentent une meilleure thermo-résistance et des modules plus élevés lorsque la fraction motifs supramoléculaire est augmentée. En outre, Des analyses rhéologiques ont été réalisées pour étudier la viscoélasticité et la thermo-réversibilité de ces systèmes physiquement réticulé


  • Résumé

    Supramolecular polymer networks are prepared basing on two different supramolecular interactions, ionic interaction and hydrogen bonds interaction. Ionic interaction was introduced in P(BMA-co-MA) with CaCO3 as a filler. The presence of Ca2+ is confirmed with X-ray diffraction by the apperence of specific ionic peak. The hydrogen bond interaction was introduced by two approaches. One is to first prepare a supramolecular monomer bearing DA moiety then supramolecular polymer P(MAAM-co-St) and P(MAP-co-St) are prepared by polyaddition. In the other approach, the supramolecular polymer is synthesized by one-step PUU polycodensation from the reagent containing multiple-hydrogen-bond sequence. The presence of intermolecular hydrogen bonds is detected by FTIR qualitatively, and the strengh, quantified as Kass, is calculated by 1H-NMR for different moieties respectively. Solubility tests indicate that the introduction of supramolecular interaction in the traditional polymers leads to the crosslinking in different extents. Consequently, materials are strengthened showing better thermo-endurence property and higher modulus when the content of supramolecular moiety is increased. Furthermore, rheological analysis is performed to investigate the viscoelasticity and to track the thermo reversibility


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