Vers un développement durable de la polymérisation RAFT / MADIX : amorçage à basse température et milieux réactionnels respectueux de l'environnement

Towards sustainable development of RAFT/MADIX polymerization : initiation at low temperature and environmental friendly reaction media

• Auteur / Autrice : Aymeric Guinaudeau
• Direction : Mathias Destarac
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie macromoléculaire et supramoléculaire
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acrylamide

Polymérisation

Mots clés libres

Polymérisation radicalaire par désactivation réversible

Raft

Madix

Xanthate

Constante de transfert

Amorçage redox

Température ambiante

Acrylamide

N-vinyl pyrrolidone

Diesters

Résumé

La polymérisation radicalaire par désactivation réversible RAFT / MADIX a été inscrite dans une démarche de développement industriel durable. Une étude cinétique de transfert de chaîne a été réalisée avec un xanthate industriel pour une large gamme de monomères. Il a été montré que les constantes de transfert à l'agent RAFT / MADIX et interchaîne permettaient d'expliquer et de prévoir l'évolution des grandeurs macromoléculaires (masses molaires moyennes en nombre, indices de polymolécularité) en polymérisation. La polymérisation RAFT / MADIX de l'acrylamide par amorçage redox à basse température a été étudiée et il a été démontré que des conditions spécifiques de polymérisations étaient requises afin d'atteindre des masses molaires contrôlées très élevées. Des (co)polymères de masses molaires contrôlées supérieures à 106 g/mol ont été obtenus. Par la suite, la polymérisation RAFT / MADIX de la N-vinyl pyrrolidone a été reportée dans les mêmes conditions douces que l'acrylamide. Le couple oxydant / réducteur, le solvant et la température de polymérisation ont du être bien choisis afin de contrôler la polymérisation et de former des copolymères à blocs originaux. Enfin, les (co)polymérisations RAFT / MADIX de nombreux monomères ont été étudiées puis contrôlées dans de nouveaux solvants diesters respectueux de l'environnement.

RAFT / MADIX reversible-deactivation radical polymerization has been oriented towards a sustainable industrial development. A kinetic study of chain transfer to RAFT / MADIX agent has been completed with an industrial xanthate for a wide range of monomers. It was demonstrated that transfer constants to RAFT / MADIX agent and interchange transfer constants allowed to explain and predict the evolution of number-average molecular weights and polydispersites during polymerization. Redox-initiated RAFT / MADIX polymerization of acrylamide was studied at low temperatures. It was shown that specific conditions were required to obtain very high controlled molecular weights (up to 106 g/mol). Subsequently, RAFT / MADIX polymerization of N-vinyl pyrrolidone was reported in the same eco-friendly experimental conditions as acrylamide. The redox couple, solvent and reaction temperature had to be carefully chosen to control the polymerization and to synthesize original PVP-based block copolymers in water. Finally, RAFT / MADIX (co)polymerizations of many monomers have been studied and controlled in new environmentally friendly diester solvents.