Development of functional biopolymers with controlled architecture

par Hang Shen

Thèse de doctorat en Chimie et sciences des matériaux

Sous la direction de Mohamed Taha.

Le président du jury était Philippe Chaumont.

Le jury était composé de Mohamed Taha, Jean-Claude Jammet, Nathalie Mignard, Jianding Chen, Yves Chevalier, Cécile Coustal.

  • Titre traduit

    Elaboration de polymères biosourcés fonctionnels à architecture contrôlée


  • Résumé

    Des polyacides lactiques hydroxy téléchélique de masses molaires variées ont été synthétisés par polymérisation par ouverture de cycle du LLA en présence de 1,4 -butane diol. Des polyhydroxybutyrate hydroxy téléchéliques ont été préparés transesterification du PHB et du 1,4-butanediol catalysée par l'acide p-toluène sulfonique .Ces oligomères ont été utilisés pour préparer des polyesters amides fonctionnalisés acrylates ou mercaptans. Dans une approche parallèle, du PCL multi acrylate a été préparé avec succès par copolymérisation par ouverture de cycle de méthacrylate de glycidyle avec du caprolactone. Des copolymères (GMA -co- CL) ayant des masses molaire et de la fonctionnalité variables, ont été préparés en modifiant les paramètres de la réaction tels que le catalyseur, la nature du co-amorceur et le rapport des stœchiométriques des différents réactifs. Les polymères multi acrylates ont été copolymérisés principalement avec l'HEMA sous irradiation UV pour obtenir des réseaux PLA, PHB et PCL segmentés. Les mécanismes de dégradation de ces réseaux ont été étudiés en examinant particulièrement les décompositions des liaisons uréthanes et esters. Des dépolymérisations du PHEMA ont été détectées avec TGA -FTIR à plus haute température (450°C). Pour les réseaux à base de PCL, les propriétés thermo -mécaniques ont été étudiées. Le résultat montre que les phases riches en PCL ont une bonne compatibilité avec le poly HEMA. Les modules caoutchoutiques et l’étendue des températures des zones d’amortissement peuvent être contrôlées en fonction des paramètres réactionnels. Les Polymères multifonctionnels Thiols du PCL, PHA et PLA ont été utilisés pour faire croître des chaines méthacrylates et construire des polymères de type étoile


  • Résumé

    Hydroxyl telechelic polylactic acids of various molecular weights were synthesized by ring opening polymerization in the presence of LLA and 1,4-butanediol. Telechelic hydroxy polyhydroxybutyrate were prepared transesterification of PHB and 1,4- butanediol catalyzed by p- toluene sulfonic acid. These oligomers were used to prepare polyesteramides functionalised acrylates or mercaptans. In a parallel approach, the PCL multi acrylate was successfully prepared by ring-opening copolymerization of glycidyl methacrylate with caprolactone. Copolymers (GMA-co-CL) with variable molar masses and functionality were prepared by changing the reaction parameters such as catalyst, the nature of the co-initiator and the ratio of different stoichiometric reagents. Multi-acrylated polymers were copolymerized with HEMA under UV irradiation to obtain PLA, PHB and PCL segmented networks. Degradation mechanisms of these networks have been studied by examining particular decomposition of urethane bonds and esters. Depolymerization of the PHEMA was detected with TGA -FTIR at higher temperature (450°C). For PCL based networks, the thermo- mechanical properties were studied. The result shows that the PCL-rich phases have good compatibility with poly HEMA. The rubber and the working temperature range of the damping zones modules can be controlled as a function of reaction parameters. Multi mercapto functionalized polymers with PCL, PLA and PHA segments were used to grow methacrylate polymer chains and build star type


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