Macromolecular engineering of CO2-philic (co)polymers through RAFT/MADIX polymerization

Ingénierie macromoléculaire de copolymères CO2-philes par polymérisation RAFT/MADIX

• Auteur / Autrice : Etienne Girard
• Direction : Mathias Destarac, Jean-Daniel Marty
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie macromoléculaire et supramoléculaire
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Macromolécules

Dioxyde de carbone

Copolymères

Mots clés libres

Polymérisation

Polymérisation radicalaire

Fluoropolymères

Copolymères amphiphiles

Tensiaoctifs

Dioxyde de carbone supercritique

Résumé

Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la recherche sur l'utilisation du dioxyde de carbone supercritique comme alternative aux solvants organiques usuels. Afin de proposer de nouveaux tensioactifs macromoléculaires stabilisants d'émulsions inverses eau/dioxyde de carbone, le travail s'est porté sur la recherche et l'étude de familles originales de (co)polymères CO2-philes et de nouveaux copolymères à blocs amphiphiles. Les résultats présentés dans ce manuscrit de thèse incluent la synthèse, la caractérisation et les études des propriétés de ces (co)polymères, en particulier, leur solubilité dans le CO2 supercritique. La structure et la composition de ces macromolécules ont été variées en s'appuyant sur la polymérisation RAFT/MADIX de monomères CO2-philes tels que l'acétate de vinyle, les esters vinyliques fluorés et les oléfines fluorées. L'influence des paramètres macromoléculaires des copolymères CO2-philes et amphiphiles sur leur solubilité, dont la longueur de chaîne, le groupe terminal et la balance hydrophile/CO2-phile, a ensuite été étudiée par spectroscopie infrarouge et par des mesures de points de troubles, afin d'établir des relations structure-propriété.

The work presented in this manuscript describes the development of original families of CO2-philic (co)polymers in a context of an increasing promotion of green solvents such as supercritical carbon dioxide. In this respect, innovative amphiphilic block copolymers which may act as macromolecular surfactants for water/carbon dioxide emulsions are also studied. This thesis encompasses the synthesis, the characterization and the property studies of such (co)polymers, with a particular emphasis on their solubility in supercritical CO2. Building on RAFT/MADIX polymerization, the structure and the composition of these macromolecules were varied using vinyl acetate, fluorinated vinyl esters and fluorinated olefins as CO2-philic monomers. The influence of macromolecular characteristics of CO2-philic and amphiphilic copolymers including chain length, chain end group and CO2-phobic/CO2-philic balance on their solubility was then studied through infrared spectroscopy and cloud point measurements, in order to draw structure-property relationships.