Synthèse par chimie click de réseaux polyuréthanes biosourcées aux propriétés avancée

Synthesis by click chemistry of biobased polyurethane networks with advanced properties

• Auteur / Autrice : Khantutta-Kim Tremblay-Parrado
• Direction : Luc Averous
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des polymères
• Date : Soutenance le 03/03/2020
• 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 : Loïc Jierry
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Arantxa Eceiza, Philippe Zinck

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polymères biosourcés

Chimie click

Polyuréthanes

Mots clés libres

Polymères biosourcées

Polyuréthane

Réaction de Diels-Alder

Huiles végétales

Biobased Polymers

Polyurethane

Diels-Alder Reaction

Vegetable oils

Résumé

Notre époque a connu une révolution avec l'émergence des matières plastiques qui ont désormais une importance inégalée dans notre vie quotidienne. Cependant, ce fort développement entraine de trop nombreux déchets dans l’environnement avec de forts impacts environnementaux et ceci de façon croissante. Pour répondre à cela, l’élaboration de polymères durables avec l'utilisation de ressources renouvelables et des propriétés avancées pour gérer la fin de vie des matériaux est attendue. Le développement de réseaux covalents adaptables (RCA) est apparu comme une alternative intéressante pour répondre à ces attentes en développant des applications dans le domaine des polyuréthanes (PUs) biosourcées. Dans ces travaux, nous utilisons la réaction de Diels-Alder thermoréversible avec un couplage furanne-maléimide pour la synthèse de PUs dérivés d'huiles végétales et des points de réticulation thermoréversibles. Deux nouveaux synthons dérivés de l'huile de tournesol, portant des groupes furane et maléimide, ont été obtenus et incorporés dans des réseaux PU biosourcées. Les réseaux obtenus donnent des résultats prometteurs en termes de propriétés, de recyclabilité thermique et d'autoréparation thermo-induite. Les réseaux PU synthétisés et analysés constituent un tremplin dans le développement de RCA biosourcées à plus faible impact environnemental.

The modern era was revolutionized by the invention of plastics and as such have gained prevalence in most aspects of our daily lives, causing an increasing appearance in landfills and oceans. For this reason, sustainable polymer design should not only require the use of renewable resources, but also factor in advanced properties to manage the end-of-life materials for the reduction of energy use, resources and waste. Developing covalent adaptable networks (CANs) has emerged as an interesting alternative to address this problematic, but with little to no application in the domain of biobased polyurethanes. In this work, we utilize the thermoreversible Diels-Alder reaction of the furan-maleimide coupling for the synthesis of vegetable oil derived polyurethanes (PUs) with thermo-reversible cross-linking points. Two new building blocks derived from sunflower oil, bearing furan and maleimide moieties, were obtained and incorporated into the synthesis of biobased PU networks. The obtained PU networks yield promising results in terms of polymer properties, thermal recyclability and heat-induced self-healing. The synthesized PU networks provide a stepping-stone in the development of biobased CANs.