Modulation des propriétés macroscopiques des fibres de pin maritime par polymérisation radicalaire contrôlée amorcée depuis la surface : élaboration de bio-hybrides fonctionnels.

Modulation of macroscopic properties of Maritime Pine fibers by Surface Initiated Controlled Radical Polymerization : development of functional bio-hybrids

• Auteur / Autrice : Damien Tastet
• Direction : Laurent Billon, Bertrand Charrier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie-Physique. Option : Chimie et Physico-chimie des polymères
• Date : Soutenance le 06/12/2011
• Etablissement(s) : Pau
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques ; 1995-)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Copolymères séquencés

Polymères

Fibres cellulosiques

Copolymères greffés

Polyaddition

Mots clés libres

Polymérisations Radicalaires Contrôlées

Modifications de cellulose

Bio-hybrides fonctionnels

Controlled Radical Polymerizations

Cellulose modifications

Functional Bio-hybrids

Résumé

Ce travail s’inscrit au sein du projet régional de recherche BEMA (Bois Eco Matériaux Aquitaine) qui allie partenaires universitaires et industriels afin de valoriser, à travers la filière panneaux de particules, des ressources abondantes en Aquitaine : le maïs et le Pin Maritime. L’objectif de cette thèse est de greffer de manière covalente des chaînes de polymère à la surface de fibres de bois afin de modifier leur état de surface et de favoriser leur comptabilisation avec un liant naturel et/ou synthétique. Pour atteindre cet objectif, nous avons choisi d’utiliser une technique de polymérisation particulière, la polymérisation radicalaire contrôlée. Le contexte scientifique international du début de la thèse montre la faisabilité du projet de par la réalisation de plusieurs études sur de la cellulose modèle de type papier filtre. Le défi de cette thèse consiste à transposer ce mécanisme sur des fibres de bois brutes afin de leur conférer de nouvelles propriétés (résistance à l’eau, caractère fongicide, meilleure comptabilisation…). Afin d’atteindre l’objectif énoncé ci-dessus, nous avons développé plusieurs aspects de la chimie des polymères en mettant en oeuvre différentes techniques de synthèse (RAFT, NMP) mais aussi de caractérisation adaptées à la présence de fibres de bois brutes (Mesure d’angle de contact, TGA, XPS). Enfin, nous avons valorisé la présence de polymères fonctionnels en insérant à la surface des fibres de bois des nanoparticules d’oxyde de silice ou de métaux de manière contrôlée.

This work is part of the regional research project BEMA (Bois Eco Matériaux Aquitaine) which combines academic and industrial partners to develop, through the wood pannel industry, abundant resources in Aquitaine: corn and Maritime Pine. The objective of this thesis is to covalently graft polymer chains on the surface of wood fibers in order to modify their surface properties and to facilitate their compatibilization with natural and/or synthetic binders. To achieve this goal, we chose to use a special polymerization technique, the controlled radical polymerization. The international scientific context of the beginning of the thesis shows the feasibility of the project through several studies carried out on model cellulose, such as filter paper. The challenge of this thesis is to implement this mechanism on raw wood fibers to give them new properties (water resistance, fungicidal character, best compatibilization ...). To achieve the objective stated above, we investigated several polymer synthetic pathways (RAFT, NMP) but also characterization techniques (Contact angle measurements, TGA, XPS) suitable with the presence of raw wood fibers. What’s more, we have valued the presence of functional polymers by inserting at the wood fibers surface oxide nanoparticles of silica or metal in a controlled manner.