Synthèse et Auto-assemblage de Copolymères Fluorés Amphiphiles

Synthesis and Self-Assembly of Amphiphilic Fluorinated Copolymers

• Auteur / Autrice : Marc Guerre
• Direction : Bruno Ameduri, Vincent Ladmiral
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie et Physico-Chimie des Matériaux
• Date : Soutenance le 10/05/2017
• Etablissement(s) : Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Chimiques Balard (Montpellier ; 2003-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Charles Gerhardt (Montpellier ; 2006-....) - Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier / ICGM ICMMM
• Jury : Président / Présidente : Daniel Taton
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bruno Ameduri, Vincent Ladmiral, Daniel Taton, Franck D'Agosto, Mathias Destarac, André Laschewsky
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Franck D'Agosto, Mathias Destarac
• DOI : 10.70675/369f23ffz2577z4e46z8391z938613897a7b

Mots clés

Mots clés contrôlés

Autoassemblage

Résonance magnétique nucléaire

Fluorure de polyvinylidène

Fluoropolymères

Théorie de la fonctionnelle de densité

Mots clés libres

Copolymères Fluorés

Amphiphile

Auto-Assemblage

Pvdf

Raft

Fluorinated Copolymers

Amphiphilic

Self-Assembly

Pvdf

Raft

Résumé

Les polymères fluorés constituent une classe de polymères à part, aux propriétés remarquables (résistance chimique et thermique, ferroélectricité et piézoélectricité lorsqu‟ils sont semicristallins pour en citer quelques-unes). Les polymères fluorés ont trouvé de nombreuses applications industrielles. Toutefois, ils n‟ont pas encore attiré tout l‟intérêt qui leur est dû de la part de la communauté scientifique. Il reste en effet difficile de préparer des architectures polymères fluorées bien définies. Les techniques de synthèse développées et utilisées jusqu‟à présent permettent la synthèse d‟architectures polymères intéressantes, mais elles souffrent de deux inconvénients majeurs : 1) Elles ne permettent pas d‟accéder à de hautes masses molaires, et 2) les architectures obtenues ne sont pas bien définies. En conséquence, les études physiques de ségrégation de phases en films ou en masse, et ou bien celles qui portent sur la cristallisation des polymères fluorés ont été limitées aux homopolymères et aux mélanges. De même, il existe très peu de travaux sur l‟auto-assemblage d‟architectures polymères fluorées en solution. A travers une étude cinétique approfondie, des caractérisations détaillées en spectroscopie (NMR) ainsi que des calculs DFT, cette étude a révélé la remarquable éfficacité de la RAFT pour synthétiser des architectures de PVDF bien définies. L‟auto-assemblage de blocs PVDF-b-PVA ainsi que l‟autoassemblage induit par la polymérisation de copolymères PVAc-b-PVDF ont dévoilé les premières nanostructures de type coeur/coquille et rose des sables à base de PVDF.

Fluoropolymers constitute a specific class of polymers, with remarkable properties (high resistance to chemicals and heat, ferroelectricity and piezoelectricity for semi-crystalline polymers, to name a few). Fluoropolymers have found many industrial applications. However, fluoropolymers have not yet attracted all the interest they deserve from the scientific community. It is indeed difficult to prepare well-defined fluorinated polymeric architectures. The synthesis techniques developed and used so far allow the preparation of interesting architectures, but they suffer from two major drawbacks: 1) They do not allow access to high molar mass, and 2) The resulting architectures are ill-defined. As a result, physical chemistry studies of the phase segregation phenomena in films or in the bulk, or of the crystallization of fluorinated polymers were for the most part limited to homopolymers and blends. Similarly, very few studies of the self-assembly in solution of fluorinated polymeric architectures have been reported. Throughout deeper kinetic study, NMR characterizations and DFT calculation, this study reveals the remarkable efficiency of the RAFT polymerization to synthesize well-defined PVDF–based architectures. Self-assembly of PVDF-b-PVA block copolymers as well as polymerization-induced self-assembly of PVAc-b-PVDF block copolymers led to the first crystalline core/shell and desert-rose PVDF-based nanostructures.