Développements méthodologiques combinés en résonance magnétique nuclaire et spectrométrie de masse pour la détermination de la microstructure de copolymères acryliques

par Rémi Giordanengo

Thèse de doctorat en Chimie analytique, Théorie et Spectroscopie

Sous la direction de Laurence Charles.

Soutenue en 2010

à Aix-Marseille 1 , en partenariat avec Université de Provence. Section sciences (autre partenaire) .


  • Résumé

    L'objectif de ces travaux de thèse porte sur le développement de stratégies analytiques, basées sur les techniques de spectrométrie de masse et de résonance magnétique nucléaire, pour la caractérisation complète de copolymères acryliques de type poly(acide méthacrylique)-poly(méthacrylate de méthyle). Les performances de tels matériaux étant étroitement associées aux paramètres structuraux des copolymères, il convenait donc de développer des méthodologies performantes, adaptées à un contexte industriel pour caractériser la microstructure de ces macromolécules. Plusieurs approches innovantes ont permis d'atteindre ces objectifs en utilisant toute la palette analytique offerte par la combinaison des techniques analytiques, des techniques RMN 1D aux techniques 2D, de l'ionisation électrospray à l'ionisation MALDI ou encore du mode MS au mode MS/MS. Les études effectuées sur les copolymères développés par la société ARKEMA ont permis d'illustrer la synergie des techniques analytiques dans des problématiques de caractérisation d'échantillons complexes. La RMN possède de nombreux avantages pour accéder à des informations sur la structure des groupements terminaux, la composition quantitative des unités monomériques ou encore la tacticité des copolymères tandis que la SM permet de distinguer grâce à la mise en place d'expériences MS/MS, les copolymères à bloc des copolymères statistiques. Les paramètres de distribution ont pu également être caractérisés en utilisant une combinaison particulière RMN/SM, moyennant une étape de dérivation des copolymères. En parallèle, une approche similaire a été entreprise pour appliquer ces méthodologies à d'autres types de polymères synthétiques.

  • Titre traduit

    Development of methodologies combining nuclear magnetic resonance and mass spectrometry for the microstructural characterization of acrylic copolymers


  • Résumé

    The aim of this thesis work is to develop new analytical methodologies based on mass spectrometry and nuclear magnetic resonance techniques for a complete microstructural characterization of acrylic-based copolymers. The knowledge of the structure / property relationships for synthetic copolymers is a crucial issue to optimize new high performance materials. Different innovative approaches have been investigated to reach these objectives by combining various analytical techniques : from 1D to 2D NMR experiments, using ESI and MALDI ionization techniques, and MS or MS/MS modes. Studies performed on copolymers developed by the ARKEMA Company highlight the synergy of these analytical techniques in the case of complex smaples. NMR brings precious information about the nature of the end-groups, co-monomeric composition as well as tacticity while a unique advantage of tandem mass spectrometry is its ability to distinguish block from random copolymers. Distribution parameters have also been determinated by implementing a particular combination of NMR and MS involving a sample derivatization step. Similar approaches were then applied to other types of acrylic copolymers.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ([4]-211 p.)
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