Caractérisation physico-chimique de films multicouches de polymères obtenus par interactions électrostatiques et par liaisons covalentes

Physico-chemical characterization of polymer multilayer films obtained by electrostatic interactions and covalent bonds

• Auteur / Autrice : Alae Eddine El Haitami
• Direction : Bernard Senger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie physique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électrostatique

Liaisons covalentes

Polyélectrolytes

Langmuir-Blodgett, Couches de

Rugosité

Polymères

Couches minces

Mots clés libres

Chimie click

Résumé

Les films multicouches de polymères étudiés dans ce travail ont été obtenus soit par interactions électrostatiques soit par liaisons covalentes par chimie "click". La construction a été réalisée par dépôt couche par couche. Dans le cas des films électrostatiques, les produits de construction étaient des polycations et des polyanions. Dans le cas des films covalents, les produits de construction étaient des polymères portant soit des azides soit des alcynes. En présence du Cu(I), une cycloaddition est réalisée entre l’azide et l’alcyne pour former le triazole assurant la liaison covalente. Tout d’abord, nous avons étudié l’effet de la série de Hofmeister des anions sur la construction d’un film multicouche PSS/PAH et sur sa perméabilité à des ions sondes électrochimiques. Nous avons observé que les films PSS/PAH construits en présence d’anions chaotropes étaient plus épais et plus perméables aux ions Fe(CN)64- que ceux construits en présence d’anions cosmotropes. Dans une seconde étude, nous avons élaboré des films multicouches à cohésion covalente composés de PAA et d’éthylène glycol (EGq). Nous avons observé que les films construits à partir de EGq de 13 monomères étaient plus épais et plus rugueux que ceux construits à partir de EGq de 3 monomères. De plus, lorsque ces chaînes étaient dialcyne, les films étaient plus épais et plus rugueux que ceux dont les chaînes étaient diazide. La dernière étude portait sur la perméabilité ionique d’un film hybride composé d’une partie covalente et d’une partie électrostatique. Nous avons observé qu’une modulation de la perméabilité anionique/cationique du film était possible lorsque le pH extérieur était modifié.

The polymer multilayer films studied in this work were obtained either by electrostatic interactions or by covalent bonds in "click-chemistry". The buildup of these films was carried out according to the Layer-by-Layer method. In the case of electrostatic films, the reagents were polycations and polyanions. In the case of covalent films, the reagents were polymers modified by either azide or alkyne groups. In the presence of Cu(I), a cycloaddition occurs between azide and alkyne groups to form the triazole group which ensures the covalent bond. First, we studied the effect of the Hofmeister series of the monovalent anions on the buildup of a PSS/PAH multilayer film and on its permeability to redox probes. We observed that PSS/PAH films built in the presence of chaotropic anions were thicker and more permeable to Fe(CN)64- ions than those built in the presence of cosmotropic anions. Then, in a second study, we investigated multilayer films built by "click-chemistry" using PAA and ethylene glycol chains (EGq). We observed that films built with 13-monomer EGq chains were thicker and rougher than those built with 3-monomer EGq chains. Moreover, when these chains were homobifonctionalized by alkyne groups, the films were thicker and rougher than those whose EG chains were homobifonctionalized by azide groups. The last study was about ionic permeability of a hybrid film composed of a covalent part and a electrostatic part. We observed that a modulation of the hybrid film permeability to anionic and cationic probes was possible when the external pH was changed.