Switchable adhesion of hydrogels

• Auteur / Autrice : Guillaume Sudre
• Direction : Costantino Creton
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie et physicochimie des polymères
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hydrocolloïdes

Adhésion (physique)

Liaisons hydrogène

Résumé

Cette thèse a pour objet la compréhension des phénomènes liés à l’adhésion entre une surface et un réseau de polymère gonflé dans l’eau. Pour cela, nous avons choisi l’utilisation de systèmes modèles de polymères dont les interactions spécifiques et réversibles sont sensibles au pH. Des hydrogels neutres de poly(N,N-diméthylacrylamide) (PDMA) et de poly(acrylamide) (PAM) et des brosses de poly(acide acrylique) (PAA) ont été synthétisés et caractérisés. Les résultats clés nouveaux sont les suivants. En solution, le couple de polymères PAA et PAM forme des complexes sensibles au pH et à la température par une séparation de phase de type UCST, alors que pour le couple chimiquement similaire de PAA et PDMA, la séparation correspond à une transition de type LCST. Aux interfaces à l’échelle de la brosse, la réflectivité de neutrons a révélé que le gonflement de la brosse est plus élevé à pH faible en présence du gel qu’en solution. En d’autres termes, la présence d’interactions affecte la conformation des chaînes greffées. Macroscopiquement, un nouveau test d’adhésion adapté aux matériaux gonflés et immergés donne accès à la mesure quantitative de l’énergie d’adhésion et permet de quantifier les interactions interfaciales et leur origine. L’adhésion immergée, mesurée par contact plan-plan entre les brosses et les gels fixés sur des substrats, est stimulable par le pH et elle implique des cinétiques relativement lentes de formation et de rupture des complexes aux interfaces