Polymérisation radicalaire contrôlée par les nitroxydes en émulsion sans tensioactif pour le développement industriel de latex à morphologies variées

Nitroxide-mediated polymerization induced self-assembly in emulsion for the industrial development of latexes with well-defined nanoobjects

• Auteur / Autrice : Émilie Groison
• Direction : Bernadette Charleux, Franck D'Agosto
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 04/11/2013
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 2004-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie, Catalyse, Polymères et Procédés, R 5265
• Jury : Président / Présidente : Eric Drockenmuller
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Rabi Inoubli
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Didier Gigmes, Jean-François Gohy

Mots clés

Mots clés contrôlés

Copolymères

Polymérisation en émulsion

Polyaddition

Mots clés libres

Polymérisation radicalaire contrôlée

Nitroxyde SG1

Émulsion

Macroalcoxyamine hydrosoluble

Latex

Copolymère à blocs amphiphile

Morphologies

Rhéologie

Controlled radical polymerization

Nitroxide SG1

Emulsion

Water-soluble macroalkoxyamine

Latex

Amphiphilic block copolymer

Morphologies

Rheology

Résumé

La synthèse de macroalcoxyamines hydrosolubles à partir d’acide méthacrylique et d’un faible pourcentage de styrène sulfonate de sodium a été étudiée en solution aqueuse. Ces macroalcoxyamines ont été utilisées comme macroamorceurs pour la polymérisation en émulsion sanstensioactif du méthacrylate de méthyle et du méthacrylate de n-butyle avec un faible pourcentage destyrène. Les copolymères diblocs amphiphiles produits s’auto-assemblent in situ et conduisent, en fonction de leur taux d’hydrophilie, à l’obtention de nano-objets présentant des morphologies variées(sphères, fibres, vésicules). La plus intéressante est la morphologie fibrillaire car les suspensions correspondantes présentent des propriétés rhéofluidifiantes à basse concentration et possèdent un comportement viscoélastique à haute concentration. La synthèse de ces latex a été étudiée et développée dans des conditions monotopes les plus proches possibles d’une production industrielle.

Water-soluble, SG1-based macroalkoxyamines composed of methacrylic acid with a low percentage of sodium 4-styrene sulfonate were synthesized in aqueous solution. These macroalkoxyamines were used as macroinitiators in the surfactant-free emulsion polymerization ofmethyl methacrylate or n-butyl methacrylate with a low percentage of styrene. The polymerization induced self-assembly of the so-formed amphiphilic block copolymers leads to nanoobjects with various morphologies (spheres, fibers, vesicles), depending on their hydrophilic/hydrophobic balance. The most interesting morphology is the nanofiber type of organization as the suspensions presentshear-thinning properties at low concentration and viscoelastic behavior at high concentration. The synthesis of these latexes was investigated and developed in one-pot conditions in order to allow further production at the industrial scale.