Développement de nouveaux matériaux polymères biosourcés alvéolaires, à partir de synthons extraits de microalgues

Development of new building blocks derived from microalgae oil for the elaboration of new biobased polyurethane foams

• Auteur / Autrice : Julien Peyrton
• Direction : Luc Averous
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des polymères
• Date : Soutenance le 16/12/2020
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Christelle Delaite
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvain Caillol, Sophie Guillaume

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oléochimie

Polymères biosourcés

Mousses (matériaux)

Mots clés libres

Oléochimie

Biosourcé

Microalgues

Polyuréthane

Matériaux alvéolaires

Oleo-chemistry

Biobased

Microalgae

Polyurethane

Cellular materials

Résumé

Dans un contexte de développement durable et de chimie verte, de nouveaux synthons issues d’huile de microalgues ont été développés pour l’élaboration de nouvelles mousses polyuréthanes biosourcées. La synthèse de polyols par époxydation de ressources lipidiques est tout d’abord analysée en terme cinétique au travers d’un modèle reactionnel. Les protocoles développés ont été ensuite appliqués à des triglycerides issus microalgues. L’impact des polyols synthétisés sur les propriétés de mousses rigides à cellules fermées est étudié. L’analyse de la réaction directe entre les huiles époxydées et des polyisocyanates montre la difficulté de former des groupements oxazolidones, lequels sont plus stable thermiquement que les uréthanes. Afin de trouver un substitut aux thermodurcissables polyuréthanes dans un contexte de chimie plus verte, durable et moins toxique, la chimie d’aza-Michael a été explorée avec des synthons biosourcés synthétisés à partir d’huiles époxydées.

In a context of sustainable development and green chemistry, new building blocks derived from microalgae oil have been developed for the elaboration of new biobased polyurethane foams. The synthesis of polyols by epoxidation of lipidic resources is first analyzed in kinetic terms through a reaction model. The developed protocols were then applied to triglycerides from microalgae. The impact of the synthesized polyols on the properties of rigid with closed-cell foams is analyzed. The analysis of the direct reaction between epoxidized oils and polyisocyanates shows the difficulty of forming oxazolidone groups, which are more thermally stable than urethanes. In order to find a substitute for thermosetting polyurethanes in a context of greener, sustainable and less toxic chemistry, the chemistry of aza-Michael has been explored from biobased compounds synthesized from epoxidized oils.