Synthèse et caractérisation de réseaux semi-interpénétrés de polymères à base de polyisobutène linéaire

Synthesis and caracterizations of linear polyisobutene based semi-interpenetrating networks

• Auteur / Autrice : Benjamin Davion
• Direction : Odile Fichet, Dominique Teyssié
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des matériaux
• Date : Soutenance le 08/12/2010
• Etablissement(s) : Cergy-Pontoise
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physico-chimie des polymères et des interfaces (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Odile Fichet, Dominique Teyssié, Patrick Hemery, Frédéric Lieising, Sylvie Boileau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Louis Halary, Philippe Guégan

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polymères réticulés

Polybutènes

Mots clés libres

Polyisobutène

Pib

Réseau semi-interpénétré de polymères

Semi-RIP

Polyisobutene

Pib

Semi-interpenetrating network

Semi-IPN

Résumé

De nouveaux matériaux à base de polyisobutène (PIB) linéaire non fonctionnel ont été élaborés dans l'objectif d'élargir les domaines d'application des polyisobutènes de masses molaires intermédiaires (10 000 < Mn < 100 000 g.mol-1), actuellement peu exploités.Une architecture de type réseau semi-interpénétré de polymères (semi-RIP) a été choisie pour immobiliser physiquement le PIB linéaire au sein de divers réseaux polyméthacrylate. Les précurseurs (monomère, réticulant et amorceur) des réseaux solubilisant le PIB, les synthèses sont réalisées sans solvant et le programme thermique a été optimisé. Des semi-RIPs homogènes macroscopiquement et ne fluant pas sont obtenus pour des proportions massiques de PIB comprises entre 20 et 70%. Les analyses thermomécaniques ont montré que ces semi-RIPs présentent une morphologie de phases co-continues. La modification de la nature et de la composition du co-réseau partenaire permet de moduler « à façon » les propriétés mécaniques (module de conservation et facteur de perte) de ces semi-RIPs entre -10 et 200°C tout en conservant certaines propriétés du PIB (imperméabilité aux gaz).Enfin, une relaxation mécanique haute température intervenant au-delà des Tgs des deux polymères associés a été détectée dans la plupart des semi-RIPs PIB/polyméthacrylate étudiés. Une interprétation de l'origine de cette relaxation mécanique a été proposée.

New linear and non functional polyisobutene (PIB) based materials have been synthesized to enlarge the potential application of medium molecular weight polyisobutènes (10 000 < Mn < 100 000 g.mol-1), currently underemployed.A semi-interpenetrating polymer network (semi-IPN) architecture have been employed to immobilize the linear PIB chains physically inside different polymethacrylate networks. The networks precursors (monomer, cross-linker and initiator) are miscible with PIB and syntheses without solvent have been carried out, and thermal curing has been optimized. Macroscopically homogeneous semi-IPNs showing no creep, for PIB weight proportions from 20 to 70%, have been obtained. Thermomechanical analyses of semi-IPNs shown co-continuous phase morphology. By changing the nature and composition of the partner co-network, the mechanical properties (storage modulus and damping factor) of the semi-IPNs are tunable between -10 and 200°C, while some properties of the PIB (very low permeation to gases) are kept.Finally, the semi-IPN architecture and the chosen synthesis pathway, among other things, lead to the observation of a high temperature relaxation above the Tg of both associated polymers, in almost all of the studied semi-IPNs. An interpretation of the origin of this phenomenon has been proposed.