Functionalized latex particles as substrates for metal mediated radical polymerization

Greffage par polymérisation radicalaire par transfert d’atome d’une écorce hydrophile à la surface de particules de latex fonctionalisées

• Auteur / Autrice : Virginie Chabrol
• Direction : Didier Léonard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie macromoléculaire
• Date : Soutenance le 05/10/2012
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1992?-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie, Catalyse, Polymères et Procédés, R 5265
• Jury : Président / Présidente : Bernadette Charleux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Julien Nicolas, Franck D'Agosto, Bern Reck
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sagrario Pascual, Maud Save

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectrométrie de masse à temps de vol

Copolymères greffés

Latex synthétique

Polyaddition

Mots clés libres

Greffage à partir de

Particule coeur-écorce

Polymérisation en émulsion

Polymérisation radicalaire par transfert d’atome induite par les métaux

Grafting from

Core-shell particle

Emulsion polymerisation

Metal mediated polymerization

Résumé

Le sujet de cette thèse consiste à incorporer une couronne de polymère hydrophile à la surface de particules de latex par amorçage et croissance en utilisant la polymérisation radicalaire contrôlée par transfert d’atome induite par les métaux. Les particules de latex, obtenues par, polymérisation radicalaire en émulsion ont été fonctionnalisées avec un « inimère », monomère comportant une fonction halogénée capable de jouer le rôle d’amorceur dans l’étape de greffage. Cette étape de greffage a ensuite été effectuée en présence de CuBr2, PMDETA et d’un métal à valence zéro tel que le cuivre, àtempérature ambiante à partir de latex non post-purifiés (présence de tensio-actif et d’amorceur résiduels et à taux de solide élevés). Au cours du processus, l(incorporation de l’inimère et de la couronne hydrophile a été vérifée par ToF-SIMS (time-of-light secondary ion mass spectrometry), par FTIR et par l’étude des propriétés colloïdales des latex greffés.

The incorporation of a hydrophilic polymer shell at the surface of latex particles was studied using a “grafting from” approach based on aqueous metal-mediated radical polymerization. Latexes were synthesized via classical emulsion polymerization and functionalized at their surface by a comonomer bearing a Br-funcitonal group (the so-called inimer), which played the role of the initiator in the grafting reaction. Conditions under which the grafting could be performed at 25°C, using a real latex (no elimination of the surfactant anf the radical initiator), in the presence of CuBr2, N,N,N’,N’’,N’’-pentamethyldiethylenetriamine (PMDTA) and zero valent metal, in particulary Cu(0), were indentified. The success of the functionalization and grafting steps was evaluated by ToF-SIMS (time-of-light secoondary iom mass spectromtry), by FTIR and by the final properties of the so-formed core-shell particles.